北京時間3月25日凌晨，《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊的聯(lián)合科研成果，一個在玉米和水稻中都具有的關(guān)鍵基因被發(fā)現(xiàn)。試驗表明，通過對該基因的編輯改良，有望能將玉米和水稻的產(chǎn)量分別提高10%和8%左右。研究同時解析了玉米和水稻趨同選擇的遺傳規(guī)律，為作物馴化的機理解析和未來作物育種奠定了重要理論基礎(chǔ)。

玉米、水稻和小麥這三大農(nóng)作物，為全球人類提供了50%以上的能量攝入。人類先祖從約1萬年前就開始了對野生植物的馴化。這些作物馴化發(fā)生在地球的不同地區(qū)，祖先各不相同，形態(tài)和生長習(xí)性各異。它們在長期的改良和選擇過程中，是否遵循了共同的遺傳規(guī)律？這是一個重大的基礎(chǔ)科學(xué)問題，對作物的遺傳改良也有重要的實踐意義。中國農(nóng)大和華中農(nóng)大的聯(lián)合研究團隊歷經(jīng)18年，從基因和基因組兩個層面進行了系統(tǒng)的研究。其中，首次發(fā)現(xiàn)了玉米和水稻中都具有的一個關(guān)鍵基因。

△基因編輯KRN2可以同時提高玉米和水稻的產(chǎn)量

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長，湖北洪山實驗室常務(wù)副主任、首席科學(xué)家嚴(yán)建兵介紹，他們將新發(fā)現(xiàn)的這個關(guān)鍵基因命名為KRN2，通過對這一基因的編輯，可以調(diào)控玉米穗行數(shù)，從而將玉米的產(chǎn)量提高10%，同時這一基因，在水稻的基因組里也同樣存在，進行基因編輯，它能夠使水稻的產(chǎn)量增加8%。這是我們具有重大知識產(chǎn)權(quán)的基因，有可能為解決我們的糧食安全問題做貢獻。

嚴(yán)建兵教授介紹，重要的功能基因的發(fā)現(xiàn)，將為作物遺傳改良、新作物的從頭馴化帶來新的契機。科研團隊通過研究也解析了玉米和水稻趨同選擇的遺傳規(guī)律。

　　△玉米和水稻趨同選擇的分子機制

嚴(yán)建兵教授介紹，下一步，聚焦KRN2基因，聯(lián)合研究團隊將依托湖北洪山實驗室，組建玉米基因組、育種基因設(shè)計、分組育種等創(chuàng)新團隊，打通從基礎(chǔ)研究到標(biāo)記基因的開發(fā)，以及品種選育、產(chǎn)業(yè)推廣運用全產(chǎn)業(yè)鏈。

（原標(biāo)題《我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可同時提高水稻玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵基因》）

見習(xí)編輯 歐陽晨煜 審讀 吳劍林 審核 鄭蔚珩