厉害了，我的Science我院万建民院
《自私的基因》是英国演化理论学者理查德·道金斯的经典著作，这一概念说的是双亲杂交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的基因，使亲本自身的遗传信息能更多、更快地复制，并能更多地传递给子代，从而维持物种自身的稳定性。近日，南京农业大学农学院万建民院士团队创造性地运用自私基因模型揭示了水稻的杂种不育现象，当地时间6月8日，国际顶级学术杂志《科学》Science在线出版了这一突破性成果。
研究背景
水稻是世界上最主要的粮食作物之一，提高水稻产量对国家粮食安全意义重大。科学界普遍认为，利用水稻籼粳交的杂种优势可以提高15%至30%的单产，但是同时会出现花粉不育、小穗结实率低、子粒不饱满等杂种不育现象。论文第一作者、南京农业大学农学院博士后余晓文告诉记者，这其中，是“自私基因”在作祟。
研究成果
团队以亚洲栽培稻品种滇粳优1号和南方野生稻为研究材料，系统解析了水稻自私基因位点qHMS7的遗传构成，发现ORF2基因编码一个毒性蛋白，对全部花粉的发育有毒害作用，而ORF3基因则编码一个解毒蛋白，“选择性（配子体效应）”地保护携带它的花粉，确保其可育，非常“自私”。研究发现，普通野生稻中，约50%的材料含有ORF3，经过长期的演化，栽培稻中，90%以上都含有ORF3。
更多发现
有意思的是，我院水稻遗传育种研究团队还探寻出了水稻自私基因演化的“古战场”。“大反派”毒蛋白ORF2原本只是个“跑龙套”的，而能够将其“绳之以法”的解毒蛋白ORF3其实是由一个看似微不足道的ORF1基因进化而来的。在漫长的“祖先野生稻-普通野生稻-亚洲栽培稻”的演化过程中，ORF1没有功能，但一直被保留，ORF2是从没有毒性功能的单倍型逐步演变成有毒性功能的单倍型，而ORF3则是在普通野生稻中由ORF1基因的复制而产生，并在随后的稻种驯化过程中传递到亚洲栽培稻。
专家及团队介绍
万建民
中国农业科学院副院长
中国工程院院士博士生导师
水稻分子遗传与育种专家
万建民长期从事水稻优异基因挖掘和分子育种研究，在国内较早提出和初步实践了作物分子设计育种。先后主持国家、国家自然科学基金等多项重大课题。在水稻籼粳交杂种优势利用基础研究、品质优异基因挖掘、抗病虫新基因挖掘和优质高产多抗粳稻新品种选育等方面取得重要进展。克隆水稻重要新基因28个，培育新品种13个，累计推广面积多万亩，获新品种权22项、发明专利35项。在Nature、Science、NatureBiotechnology、NatureCommunication、DevelopmentalCell、PNAS、PlantCell等SCI刊物发表论文余篇，出版专著3部。研究成果“抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种选育及应用”年获国家科技进步一等奖（第一完成人），并获教育部年度高校十大科技进展。“水稻籼粳杂种优势利用相关基因挖掘与新品种培育”年获国家技术发明二等奖（第一完成人）。“水稻矮化多分蘖基因DWARF53的图位克隆和功能研究”获教育部年度高校十大科技进展。“阐明独脚金内酯调控水稻分蘖和株型的信号途径”入选年度中国科学十大进展。6年入选新世纪百千万人才工程国家级人选，年入选国家万人计划和科技部创新团队，年获得何梁何利基金科学与技术进步奖。
值得一提的是，20多年来，万建民院士团队一直致力于破解“籼粳交”杂种优势有效利用难题，年，团队发掘出水稻广亲和、早熟和显性矮秆基因，开发相应分子标记和育种技术，成功培育籼粳交高产水稻新品种，荣获国家技术发明奖二等奖。
团队这次在《科学》期刊发表的突破性成果，延续了杂种优势利用的科学命题，首次用自私基因模型揭示了水稻的杂种不育现象，阐明了自私基因在维持植物基因组的稳定性、促进新物种的形成中的分子机制，探讨了“毒性-解毒”分子机制在水稻杂种不育上的普遍性，为揭示水稻籼粳亚种间杂种雌配子选择性致死的本质提供了理论借鉴。在实践意义上，可以创制“广亲和”材料，克服杂种不育障碍，充分利用杂种优势和野生种质资源，提高水稻单产。
编辑
卫俊杰
审核
王李春晓
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