超级稻为何超级？这个基因在作用

最近，中国水稻研究团队再次取得了突破性进展。该团队成功克隆了一个重要的水稻粒宽粒重基因TGW2，并揭示了其在水稻粒形遗传调控机制中的关键作用。这一重要成果已经在国际植物学领域的权威杂志《新植物学家》上公开发表。

这项成果是由中国水稻研究所的钱前院士团队与中国农科院深圳农业基因组研究所联合完成的。他们通过深入研究水稻粒形，包括粒宽、粒长和粒重等关键因素，进一步挖掘了水稻高产的潜力。这些研究不仅有助于我们理解水稻粒形的遗传机制，也为未来的水稻分子育种工作打下了坚实的基础。

团队的研究人员高振宇表示，水稻的产量主要由三个要素决定：有效穗数、每穗实粒数和粒重。其中，粒形指标如粒宽、粒长和粒厚与粒重密切相关，同时也影响着稻米的外观品质和商品价值。尽管学界已经克隆了一些控制水稻籽粒大小的重要基因，但对于控制粒宽粒重的分子机制仍知之甚少。克隆新的粒宽粒重基因TGW2显得尤为重要，这将推动水稻籽粒大小的分子机理研究和优质高产育种工作。

通过对超级杂交稻“两优培九”的重组自交系和高分辨率遗传图谱的研究，研究团队成功检测到了控制粒宽的3个遗传位点和控制粒重的2个遗传位点。他们发现，TGW2基因编码细胞数目调控因子，与调控细胞周期的KRP1蛋白相互作用，负责调控水稻的粒宽和粒重。在亲本品种培矮64s中，等位型基因在孕穗期颖壳中的转录水平显著高于另一亲本93-11，表明颖壳细胞数目有所减少。当将93-11的等位型基因导入培矮64s背景时，产量提高了12.3%，且未对其他农艺性状产生影响。

通过对来自世界各地的水稻种质资源的基因序列进行分析，研究团队发现培矮64s等位型基因可能起源于印度和孟加拉国，后来传播到包括中国在内的邻国。这表明该基因在育种驯化过程中受到了选择。这一发现为我们理解水稻的遗传背景和改良提供了重要的线索。

这项突破性的研究不仅为我们揭示了水稻粒宽粒重的遗传机制，也为未来的水稻育种工作提供了新的方向。随着研究的深入，我们有望通过基因技术进一步提高水稻的产量和品质，满足全球不断增长的食物需求。