广东
2026年7月21日，中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室王克剑团队在Vita上发表题为Fixing hybrid vigor in rice: achieving near-100% clonal seed production with normal seed set的研究论文，这也是该刊创刊以来首篇植物科学领域的科研成果。团队成功挖掘出水稻内源“华胥”基因，并据此构建了克隆效率稳定接近100%的Fix8无融合生殖体系，由此培育出一系法杂交水稻概念性品种“一系1号”。该品种在保持稳定近100%克隆效率的同时，结实率亦保持正常。这标志着一系法杂交水稻成功实现了关键里程碑指标的跨越式突破，向着“固定杂种优势、无需年年制种”的终极目标迈出了关键一步。
跨越式突破
杂交水稻为保障我国乃至全球粮食安全做出了重要的贡献，但当前主流的三系法和两系法杂交水稻因后代遗传分离，无法留种，每年须依赖不育系与恢复系重新人工制种，技术门槛高、生产风险大，制种成本常达常规水稻的10倍以上，且极端气候下易面临缺种风险，严重制约推广效益。为此，袁隆平院士于1986年提出“从三系到两系，最终到一系”战略构想，核心是通过无融合生殖固定杂种优势，使杂交后代产生基因不变的克隆种子，实现“一次杂交，代代可用”；当前实现路径主要有两条：一是敲除三个减数分裂基因（MiMe系统）并引入单倍体诱导基因，但克隆效率仍偏低；二是将MiMe与卵细胞表达的孤雌生殖诱导基因联用。然而，克隆效率与种子育性之间存在着明显的拮抗关系——高克隆效率的株系往往结实率大幅下降。
克隆效率直接影响种子纯度。我国对杂交稻生产纯度的最低要求为97%，常规稻不低于99%。业界普遍认为：一系法杂交稻若像常规稻一样自我繁育，克隆效率必须稳定达到或接近100%，同时保持正常的结实率和产量。这迫切要求挖掘出适用范围更广、诱导效率更高、且副作用更少的水稻内源诱导因子。
经过数年持续攻关，科研团队近期取得关键突破，成功挖掘出水稻内源基因，并命名为“华胥”。该基因编码精细胞特异转录因子蛋白，华胥的命名灵感，源自中国古代神话中被尊为中华始祖母的"华胥氏"。据《山海经》郭璞注：“华胥履大迹生伏羲。”《帝王世纪》云：“有巨人迹出于雷泽，华胥以足履之，有娠，生伏羲于成纪，蛇身人首，有圣德。”《春秋世谱》亦载：“华胥生男名伏羲，生女名女娲。”这一无须父本参与而孕育生命的传说意象，恰好与孤雌生殖的非双亲遗传发育机制遥相呼应。
该研究表明，在杂交水稻卵细胞中异位表达华胥基因，能高效诱导孤雌生殖、产生单倍体后代。进一步与MiMe克隆配子策略相结合，所创制的Fix8株系均实现接近100%的克隆效率——在多个杂交稻品种、不同世代、不同种植群体和田间大群体条件下，克隆效率仍稳定维持在99%以上，稳定满足商业化杂交稻种子97%的纯度标准。另外，研究人员通过筛选和优化内源启动子表达量，升级获得了Fix8_Plus2一系杂交稻（概念性品种名：一系1号）。“一系1号”的大部分株系在保持克隆效率接近100%的同时，产量与正常水平持平。这意味着一系法杂交水稻的两大核心要求——稳定近100%的克隆效率和正常结实率——现已能够高效兼备。这标志着一系法杂交水稻成功跨越了关键里程碑指标，向着“固定杂种优势、无需年年制种”的终极目标迈出了关键一步。
一系杂交稻概念性品种“一系1号”田间生长情况
今年恰逢“杂交水稻之父”袁隆平院士发表《水稻的雄性不孕性》论文、提出三系法雄性不育利用理论60周年，亦是袁隆平院士提出一系法战略构想40周年。论文在致谢部分向已故袁隆平院士致以最深切的敬意，感谢他对项目团队工作的鼓励与指导。本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家水稻产业技术体系和中国农科院科技创新工程等资助。中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室博士后陈文强为论文第一作者，王克剑研究员为通讯作者。
https://doi.org/10.15302/vita.2026.07.0053
图文丨中国水稻研究所
视频丨农财君
编辑丨农财君
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