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浸大改良杂交水稻 製种成本大降

2022-12-02 04:23:47大公报
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  图:张建华教授带领的研究团队,把新技术应用于杂交水稻种植。\大公报记者锺怡摄

  【大公报讯】记者锺怡报道:全世界稻米总产量当中,约五分之一来自杂交水稻。香港浸会大学偶然发现一种“自发性温敏雌性不育1”(TFS1)基因突变,带有该突变的水稻会在23℃下恢复部分育性,能与雄性不育系水稻杂交。相较传统技术,该新技术可维持种子的纯度以保障收成;同时省去人手收割的步骤,令製种成本大幅降低。研究结果已于近期刊登在尖端国际科学期刊《Cell Research》。

  优质品种发现基因突变

  “杂交水稻之父”袁隆平开创的杂交水稻製种法,以雄性不育系的水稻品种作花粉受体,育性正常的恢复系则提供花粉,两者以传播花粉进行杂交。然而,恢复系水稻会透过自花授粉结出种子,因此在使用机器收割前,须先以人手移除该自交种子,以免与杂交种子混合影响纯度。在理论上,雌性不育的水稻因不会产生自交种子,是最理想的恢复系水稻,惟在自然界极罕见。

  经过近十年研究,浸大生物系讲座教授张建华带领的研究团队,从一个优质的水稻品种发现TFS1基因突变。在高于25℃,该基因突变会令水稻呈现雌性不育;而在23℃下则恢复部分育性。

  张建华说,一般水稻喜欢暖和环境,团队观察到若用温度较低的井水灌溉TFS1基因突变的水稻,可产生雄性育性正常的健康花粉;而育性正常的水稻接受了该花粉后,可结出正常的种子。

  为评估TFS1作为杂交水稻製种基因工具的潜力,团队在香港的实验室及湖南省的稻田中进行种植实验。团队透过基因渗入及基因编辑的方法,把TFS1突变基因导入三个水稻品种,培植出温敏雌性不育种质的水稻,用作提供花粉的恢复系,与另外三种雄性不育的水稻品种杂交。同时,团队以传统方法种植杂交水稻,作对照组。

  结果发现,在香港两个种植方案均可获得三成杂交种子,湖南省则有超过四成。张建华说,无论是在新方法或传统方法下,种子产量、品质都无分别。但新方法毋须于收割杂交种子前移除恢复系的自交种子,保证种子纯度,节省人力成本。

  张建华称,团队下一步会申请国家相关水稻种子认证,再与种子公司商讨合作。“相信要花很多年时间,因为需要去不同区域实验。”

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