杂交水稻的推广为我国和世界的粮食安全做出了巨大贡献。但直到目前,杂种优势的分子机制仍然悬而未决。为了探究水稻杂种优势的遗传机制,该团队选用两系超级杂交稻两优培九(LYP9,培矮64s×93-11)为模式组合,对水稻杂种优势的表型及分子基础进行了综合分析。对多个杂交水稻组合的产量优势性状进行多年、多地点的综合分析发现:每穗小花数和有效穗数是造成两系杂交稻产量优势的主要原因;前者有超亲优势,后者只有超父本优势。在对源自LYP9后代的每个重组自交系(RIL)群体进行重测序的基础上,构建了一张高分辨率的遗传连锁图,并利RIL群体及其与母本回交的RILBC1群体进行产量相关性状的遗传定位,鉴定了一系列产量及其他优势相关性状的QTL位点。同时,结合对幼穗发育早期的转录组分析以及QTL定位的结果,确定了多个与杂种优势相关候选基因。该团队还对一个产量杂种优势的主效位点进行了图位克隆,发现rice heterosis 8 (RH8) 位点实际上是由DTH8/Ghd8/LHD1编码的光周期调控的节律基因,它同时控制开花期、株高、分蘖数,每穗小花数等多种性状。随后对361份杂交稻(其中包括125份二系杂交稻)的基因型解析后发现,RH8的杂合性是两系法杂交稻基因型的主要类型。该团队在此基础上对今后的杂交稻育种方向提出了具体的建议。这项研究对推动杂交稻的分子设计育种实践有重要的意义,利用该研究成果,有望能进一步优化杂交稻亲本材料的选育和配组,选育出更加高产、优质的杂交稻。
该研究得到国家自然科学基金项目、科技部以及中科院等项目资助。
![](http://www.genetics.ac.cn/xwzx/kyjz/201609/W020160927508319397396.jpg)
图1. 通过综合的组学方法揭示两系杂交稻产量杂种优势相关基因和QTLs。