新基因令水稻長生不老/王永記 何曉聰(文) 慎 重(圖) 圖:水稻新基因對中國稻米生產具有重要意義 由著名科學家、中國科協副主席、中國科學院院士張啟發領導的「基因組研究與水稻遺傳改良」國家創新團隊,早前分離克隆出一種可以令水稻「長生不老」的基因,此結果在近期的《美國科學院院刊》(PNAS)上發表,這意味著中國在水稻功能基因組研究領域又取得了一項新的重要突破,該成果還可能為其他植物的品種改良提供借鑒。 植物界的生命輪迴 古代帝王為求長生不老,常不惜代價求助於得道高人的「仙丹」,結果往往是事與願違,生老病死無法抗拒。而植物界也演繹著同樣的生命輪迴。 當禾稻秧苗栽進水田兩個月後,便會開始抽穗和開花,繼而結出金燦燦的稻子,隨之而來的是葉黃莖枯,一個周期的生命歷程由此宣告終結。張啟發領導的「基因組研究與水稻遺傳改良」國家創新團隊,經過不斷的摸索研究,採用突變體標籤分離克隆基因技術,成功分離和克隆出一種基因,可以影響水稻從營養生長轉入到生殖生長階段,團隊把該基因命名為「RID1」(Rice Indeterminate 1),即「長生不老」的基因。 指導該專案研究的華中農業大學生命學博士吳昌銀介紹說,水稻等顯花植物,均要經歷營養生長和生殖生長兩個重要的發育階段而完成其生長周期,從營養生長向生殖生長轉換的時間和機理,一直是植物發育生物學研究的熱點問題。二○○四年,他們在水稻突變體庫的鑒定中獲得了一個不開花的突變體,能在多種條件下生長兩年後仍然不開花,並始終停留在營養生長階段。他們採用突變體標籤分離克隆基因技術,最終分離克隆了「RID1」基因。 供品種改良作借鑒 研究表明,「RID1」基因編碼一個鋅指類的轉錄因數,通過調控水稻的開花素基因而影響水稻的成花轉換。將分離克隆的「RID1」基因導入到突變體中,便能恢復了水稻的開花階段,證實「RID1」基因為水稻成花的分子開關。 河南省農科院一位專家稱,該成果若運用到水稻育種實踐中,可以改良水稻新品種的地區適應性,從而提高中國稻米的生產能力。如果此項成果能應用在小麥種植上,也將會大大提高中國北方的糧食產量。 河南農業大學的專家也表示,該成果還有可能為其他植物的品種改良提供借鑒,對其他植物來說,例如對不開花的法國梧桐的培育、令牧草開花延遲等,都將具有重要的意義。 |