种子科研领域迎来重大突破!我国科学家发现玉米和水稻共有的关键基因,有望大幅提升种植产量。
北京时间今天凌晨,美国的《科学》杂志在线发表了中国农业大学和华中农业大学历经18年的联合科研成果,一个在玉米和水稻中共有的关键基因——KRN2基因被首次发现。试验表明,通过对该基因的编辑改良,有望能将玉米和水稻的产量分别提高10%和8%左右。
华中农业大学副校长、湖北洪山实验室常务副主任、首席科学家严建兵:“利用现在新兴的基因编辑技术,就是用精准的剪刀就那么剪一下,这个剪过的要多出两行来,多出两行就相当于我们一个(玉米)棒子就会多出40粒(玉米粒)来,提高产量10%,它也能使水稻的单产增加8%。这是我们具有重大知识产权的基因,有可能为我们的粮食安全问题做贡献。”
玉米、水稻和小麦这三大农作物,为全球人类提供了50%以上的能量摄入,人类先祖从约1万年前就开始了对这些野生植物的驯化。这些驯化发生在全球的不同地区,祖先各不相同,形态和生长习性各异,研究它们在长期改良过程中是否遵循了共同遗传规律,是一个重大基础科学问题,对作物的遗传改良也有重要的实践意义。
华中农业大学副校长、湖北洪山实验室常务副主任、首席科学家严建兵:“人类在驯化它们的过程中,这两种作物出现了种子变大、数目变多等趋同进化的现象。我们通过遗传学研究,发现了其中部分基因趋同进化的遗传机制,这些结果不仅有助于深入认识和理解农作物的进化和改良过程,而且对加速作物的育种进程和新作物的从头驯化,给我们提供有价值的信息。”
发现这个关键基因的前提,是获取大量核心种子资源。但玉米最原始的种源不在中国,这是研究的一大难点。
华中农业大学副校长、湖北洪山实验室常务副主任、首席科学家严建兵:“这个野生的资源,各个科学家或者甚至各国的政府其实都是把它当作宝藏的,所以我们经过不断改良,我们花了六七年的时间,才真正把这个材料准备好。”
目前,严建兵教授团队将依托湖北洪山实验室,打通从基础研究到品种选育、产业化种植的全产业链,将科研成果尽快投入实际生产应用。
(湖北广电融媒体记者 吴宝洪 刘庆志 责任编辑 马张驰)