历时7年　中国科学家破解复粒稻“三粒一簇”遗传奥秘

近日，中国农业科学院作物科学研究所研究员童红宁研究团队历时7年，破解了复粒稻“三粒一簇”的遗传奥秘，为培育高产水稻新品种提供了理论基础和新路径。相关成果发表在国际权威期刊《科学》杂志上。

据了解，复粒稻是一种具有多粒簇生（聚集成团或成堆生长）特点的水稻种质资源。自20世纪30年代以来，复粒稻形成的遗传机制始终是未解之谜。研究团队历时7年，创制了1万份（约16万个单株）复粒稻诱变株系，最终筛选出2份不簇生的突变体株系，从而定位到发生突变的基因。研究团队发现，油菜素甾醇可以通过调控水稻穗二级分枝调控穗粒数。

田间试验显示，跟不簇生的对照比起来，该研究所采用的一份复粒稻的二级枝梗多了35.2%，每穗谷粒数增加28.2%。这一发现为水稻新品种改良、实现产量突破提供可能。

研究人员介绍，水稻是中国主要粮食作物，也是全球超过一半人口的主粮，随著全球人口的增长和人均耕地面积的不断减少，提高水稻单产对保障全球粮食安全具有重要意义。单产的突破很大程度上依赖于水稻种质资源中重大基因的发掘利用。

在此项研究中，该团队通过创制大量复粒稻的衍生突变体，最终发现并克隆了控制复粒稻“三粒一簇”现象的关键基因BRD3。该基因编码的蛋白质可以降解一种被称为“油菜素甾醇”的激素。实验证明，正是在BRD3的作用下，“油菜素甾醇”含量降低，导致复粒稻稻穗的二级枝梗增多，出现“三粒一簇”现象。