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植物自私基因首次被我科學(xué)家發(fā)現(xiàn):打破經(jīng)典遺傳規(guī)律

http://www.m.bodypridespa.com 2018-06-11 來源:觀察者網(wǎng) 作者: 發(fā)表評(píng)論(0)

  據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》11日?qǐng)?bào)道,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長萬建民院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì),在世界上率先發(fā)現(xiàn)了水稻自私基因,并由此破解水稻雜種不育的機(jī)理。這是科學(xué)史上植物自私基因首次被發(fā)現(xiàn),證實(shí)了植物界同樣存在不符合孟德爾遺傳規(guī)律的非經(jīng)典遺傳現(xiàn)象。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上?! ?/p>

  萬建民介紹,所謂自私基因,是指雙親雜交后,父本或母本中能控制其自身的DNA片段優(yōu)先遺傳給后代的、具有自私性質(zhì)的基因;這不符合經(jīng)典的“父、母基因均勻傳遞”的孟德爾遺傳規(guī)律。2017年,《科學(xué)》曾報(bào)道小鼠和線蟲自私基因的非孟德爾遺傳現(xiàn)象,但植物中的迄今尚未見到?!?/p>

  萬建民表示,秈稻和粳稻雜交比目前的雜交稻能進(jìn)一步提高單產(chǎn)15%—30%,但秈粳雜種會(huì)有近50%不結(jié)實(shí),使其增產(chǎn)潛力嚴(yán)重受限。為此,萬建民團(tuán)隊(duì)以亞洲栽培稻粳稻品種和南方野生稻為研究材料,系統(tǒng)解析了野生稻與栽培稻間雜種不育問題和遺傳特性:其不育性受水稻自私基因位點(diǎn)qhms7的控制,并發(fā)現(xiàn)其包含三個(gè)緊密連鎖的基因ORF1、ORF2和ORF3。其中ORF1基因功能未知;ORF2基因的毒性蛋白起殺配子作用;而ORF3基因的解毒蛋白則保護(hù)配子,使攜帶ORF3基因的花粉可育。這就破解了自私基因在維持植物基因組的穩(wěn)定性和促進(jìn)新物種的形成中的分子機(jī)制,探討了毒性—解毒分子機(jī)制在水稻雜種不育上的普遍性。在此基礎(chǔ)上,可利用基因編輯技術(shù)對(duì)具毒性功能的自私基因進(jìn)行編輯刪除,創(chuàng)制能實(shí)現(xiàn)秈粳雜種優(yōu)勢(shì)的水稻新品種。

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