华中农业大学邢永忠/谢为博团队合作解析籼粳交杂种高产的遗传基础

亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻两个亚种。目前，广泛应用于生产的杂交水稻大多局限于籼稻亚种，而对亚种间杂种优势的利用较为困难。甬优系列籼粳交杂品种在长江中下游、江淮平原等地推广种植，在生产中具有优良的表现，但其高产的遗传基础仍待研究。

2022年3月16日，华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、湖北洪山实验室邢永忠教授团队和谢为博教授团队合作在Journal of Genetics and Genomics在线发表了题为“Fixation of hybrid sterility genes and favorable alleles of key yield-related genes with dominance contribute to the high yield of the Yongyou series of intersubspecific hybrid rice”的研究论文，揭示了甬优系列籼粳亚种间杂种高产的遗传基础，为培育亚种间杂交水稻提供了新思路。

该研究利用甬优4953、甬优4949和甬优4149等品种构建了三个F2群体，分别利用杂交种谷壳和杂种单株叶片提取DNA进行测序，解析了杂种双亲基因型。结果表明三个品种均为典型籼粳交杂种，其不育系属于典型温带粳稻，恢复系为籼稻。进一步研究发现25%的杂种基因组是纯合籼型或纯合粳型，其覆盖区段包含了重要的杂种不育基因Sd、Sc、f5和qS12等，以及与株型、产量相关的优良等位基因sd1、NAL1和Ghd7等。籼粳交杂种利用的一个主要问题是杂种不育。在分析的三个群体中，调控育性关键等位基因S5为无功能型和广亲和型组合，因而提高了中亲值 (双亲的平均表现) ，保证了杂种育性正常。此外，单个群体检测的数量性状遗传位点 (quantitative trait loci, QTL) 数目多，且大部分表现为正显性效应。因此，高中亲值、累加正显性效应和杂种可育三因素共同解释了甬优系列组合的高产表现。上述发现为培育不同背景的强优势籼粳杂种提供理论指导。

解析甬优系列籼粳交杂品种高产的遗传基础。A和B：杂种亲本的群体结构分析；C：QTL已知基因的因果变异单倍型；D：优势等位基因的单倍型；E：渗入区域的杂种不育基因；F：S5位点的Sanger测序结果。

华中农业大学生命科学技术学院作物遗传改良国家重点实验室博士生王鹏飞，已毕业硕士祁飞翔和姚红琳为该论文共同第一作者，邢永忠教授和谢为博教授为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.02.027