文章导读
为什么普通品种高产？武汉大学团队在《植物生物技术期刊》发表的最新研究揭开了这一遗传学谜题。通过对12个籼粳稻基因组的深度解析，科学家首次证实基因组结构变异——特别是S5-ORF5和OsBZR1基因的关键突变——直接驱动了亚种分化，并显著提升结实率与产量杂种优势。研究不仅发现结构变异通过调控基因表达影响以杂合单倍型的超显性效应颠覆了传统遗传模型认知。这项由国家自然科学基金等支持的突破性成果，为水稻育种提供了精准改造的遗传密码。
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（通讯员笙柯）12月3日，Plant Biotechnology Journal（《植物生物技术期刊》）在线发表了武汉大学生命科学学院、杂交水稻全国重点实验室副研究员黄文超课题组在水稻杂种优势研究上取得的最新成果。
论文题为“Structural Variations Contribute to Subspeciation and Yield Heterosis in Rice”（《结构变异贡献于水稻籼粳亚种分化和产量杂种优势的研究》）。生命科学学院博士但志武和陈云萍为论文共同第一作者，黄文超为通讯作者。
杂种优势是指杂合F1杂交后代优于其亲本的现象，它能显著提高作物产量。虽然已有不同遗传模型—包括显性（有害位点的互补）、超显性（位点杂合性）和上位性（位点间互作）—被提出来解释杂种优势，但作物杂种优势的遗传机制仍存在争议。
水稻基因组结构变异和杂种优势之间的联系
该研究组装了包括红莲型杂交水稻保持系粤泰B等在内的12个籼粳常规种基因组，鉴定了常规种之间的基因组变异，尤其是结构变异，并研究了基因组变异在水稻籼粳亚种分化中的功能。重点分析了S5-ORF5和OsBZR1中的结构变异，并验证了它们分别对结实率和产量杂种优势的贡献。结合基因表达数据，发现结构变异驱动了转录变化，并且这些变化有效地解释了水稻杂种优势的变化。此外，结构变异的杂合单倍型相对于其纯合单倍型表现出显著的杂种优势，突出了超显性模型在水稻杂种优势中的重要作用。
该工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、湖北省重点研发计划、国家重点研发计划、湖北省农业科技创新中心项目以及朱才彬先生为水稻研究提供的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.70484
（供图：生命科学学院 编辑：相茹）
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