让亚洲、非洲两种水稻“联姻”，“孕育”更高产、更稳定的水稻新品种，中国科学家团队在该研究上取得重大突破！
历经18年持续攻关，今天（北京时间8月28日），由中国工程院院士万建民牵头，汇聚南京农业大学、中科院华南植物园等多家高校和科研单位的研究团队在国际权威学术期刊《科学》在线发表最新研究成果！
水稻的稻属共有24个种。其中，被人类驯化栽培的仅有两种：
亚洲栽培稻产量高、品质好，是我们餐桌上的常客；
非洲栽培稻耐高温、耐干旱、耐贫瘠，还自带多种抗病虫本领。
亚洲栽培稻、非洲栽培稻及其杂种F₁的
植株、花粉及小穗表型
可惜的是，这两种水稻存在严重的“生殖隔离”，无法通过“联姻”培育出更优良的水稻新品种。
两种水稻之间“不孕不育”的内在原因究竟是什么？早在2008年，万建民院士团队就把目光聚焦到了RHS3——引起亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的主效位点。经过18年的不懈努力，该团队终于解析了其分子机制——分子层面的“矛—盾—甲”攻防战。
万建民院士团队
“遗传分析表明，RHS3位点由ORF4、ORF10和ORF16这三个基因组成，它们之间的关系就像中国古代兵器中的矛、盾、甲。”该论文第一作者、南京农业大学、钟山实验室何晓栋博士介绍道：
“矛”就像一个“捣蛋鬼”，它会破坏水稻的线粒体功能、杀死花粉；
“盾”能与“矛”相互作用、化解其杀伤力，保护配子正常发育；
“甲”就像“清除剂”，把“矛”送入细胞的“回收站”自噬体进行降解，从而保护雌配子。
“矛-盾-甲”三元复合体调控
亚非栽培稻种间杂种不育的分子机制
更有趣的是，非洲栽培稻拥有完整的“矛—盾—甲”三件套，而亚洲栽培稻只有一副“甲”。如果将两者杂交，会产生两类花粉：
一类继承了完整的“矛—盾—甲”，安然无恙；
一类只继承了“甲”却没有“盾”，便被“矛”攻击而败育，最终导致杂种花粉半不育。
“矛-盾-甲”遗传系统调控
水稻亚非种间杂种不育的遗传与分子模型
尤为重要的是，研究团队鉴定到一种“盾”有功能而“矛”失活的广亲和种质，它与两种水稻“联姻”都能克服“不育”问题，就像是一把打破生殖隔离的“钥匙”，为利用亚非栽培稻远缘杂种优势提供了切实可行的技术路径和种质资源。
业内专家认为，这项研究为突破水稻种间生殖隔离、培育超高产杂交稻新品种提供了理论支撑和种质资源，对保障国家粮食安全具有深远意义。
“亚非水稻杂交育种是一个复杂的过程，除了解决不育难题，还有很多问题，如新品种的品质、抗性、耐力等亟待攻克。”该论文共同通讯作者、南京农业大学王超龙教授表示，聚焦这一重大突破，团队将围绕多个杂种不育位点继续深耕，早日培育能够投入生产应用的远缘杂交超高产水稻新品种。
数十载躬耕不辍，南京科研团队把论文写在祖国的大地上，用科技守护大国粮仓，让中国人的饭碗端得更稳、更牢，为他们点赞！
【南京新闻】登上国际顶级学术期刊！南农团队新成果+1！
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