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点赞中国科技力量:复粒稻遗传奥秘破译

桂林科普小达人
原创
桂林电子科技大学附属学校学生,3获科普中国信息员典型代表。
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在广袤的稻田世界里,水稻品种琳琅满目,其中复粒稻宛如一颗神秘的明珠,散发着独特的魅力。与我们日常所见的普通水稻截然不同,普通水稻的穗子上,种子粒粒分明,各自独立,仿佛遵守着某种秩序。而复粒稻却打破了这种常规,它所结出的种子常常是以三粒紧密簇拥在一起的奇特形态示人,也正因如此,它被人们形象地称作“三粒奇”。长久以来,这引人瞩目的“三粒一簇”特性背后究竟隐藏着怎样的生物学机制,始终如同迷雾一般,笼罩在科研人员心头,成为未解之谜。

3 月 8 日,一则令人振奋的消息从中国农业科学院传出,宛如春日里的一声惊雷,在农业科研领域激起千层浪。来自中国农业科学院以及其他协作单位的一群卓越科研人员,经过多年的艰苦钻研与不懈探索,终于成功揭开了复粒稻“三粒一簇”的遗传奥秘面纱。他们如同技艺精湛的侦探,深入细胞与基因的微观世界,抽丝剥茧,不仅揭示了油菜素甾醇这一神秘物质调控水稻穗粒数的精细机制,更为后续培育高产水稻新品种铺就了一条崭新的理论基石与实践路径。当日,这一具有里程碑意义的相关研究成果荣登全球顶尖学术期刊《科学》杂志,向全世界宣告了中国科研团队在农业领域的重大突破。

让我们将目光投向复粒稻整株,从中国农业科学院作物科学研究所提供的珍贵图片中,便能直观领略到它的独特风姿。那饱满的稻穗上,簇生的籽粒仿佛紧密团结的小团体,与周围普通水稻形成鲜明对比。为了探寻这背后的秘密,研究团队开启了一场长达 7 年的科研马拉松。在这漫长的岁月里,他们全身心投入对复粒稻种质的大规模化学诱变工作中,这绝非易事,每一个步骤都饱含着科研人员的心血与智慧。他们精心创制了数量高达 1 万份(约 16 万个单株)的复粒稻诱变株系,这些株系就像是等待筛选的宝藏,蕴藏着解开谜题的关键线索。随后,科研人员不辞辛劳,如同耐心的寻宝人,在田间逐一对每一株水稻的穗部特征进行细致入微的鉴定。功夫不负有心人,他们最终从海量的株系中精准筛选出 2 份极为特殊的不簇生的突变体株系,而这两份株系成为了后续研究的关键突破口,成功帮助科研团队定位到发生突变的基因——BRD3。

当锁定目标基因后,研究团队并未停下探索的脚步,而是乘胜追击,进一步深入分析。他们通过一系列严谨的实验发现,原来油菜素甾醇在水稻生长过程中扮演着至关重要的“指挥官”角色,它能够巧妙地通过调控水稻穗二级分枝的生长发育,进而对穗粒数产生决定性影响。具体而言,实验数据确凿地证明,正是由于突变基因 BRD3 从中“作祟”,使得油菜素甾醇这种激素在水稻体内的含量悄然降低。而这看似微小的变化,却引发了一系列连锁反应,直接导致复粒稻稻穗的二级枝梗如同雨后春笋般增多。更多的枝梗意味着有更多的空间和机会孕育籽粒,于是乎,神奇的“三粒一簇”现象应运而生。
中国农业科学院副院长曹永生满怀欣喜地表示,水稻单产的历史性突破,归根结底依赖于对种质资源中那些隐藏的重大基因的深度发掘与高效利用。此次油菜素甾醇调控水稻穗粒数机制的惊艳发现,无疑为全球致力于提高水稻单产的科研人员提供了一个全新的视角与思路。这不仅是中国农业科研的一次重大胜利,更是为全球粮食安全保障注入了一剂强心针。展望未来,随着这一研究成果的逐步落地转化,我们有理由相信,在不久的将来,高产水稻新品种将如雨后繁花般绽放在广袤田野之上,为人类的温饱与富足贡献磅礴力量。