江苏
你有没有想过，有一天，我们的水稻还能变得更“强”？
今天凌晨，国际权威学术期刊《Science》在线发表了一项重磅成果——南京农业大学万建民院士团队历经18年攻关，首次揭示了亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间生殖隔离的分子机制。
这一发现，为打破水稻种间生殖屏障、培育超高产亚非杂交稻新品种提供了重要的理论基础和种质资源。
为“超级稻”找路子
对老百姓来说，这项研究意味着什么？
简单讲：科学家们找到了让两种“优等生”水稻“联姻”的办法，未来有望种出更高产、更能扛住极端天气的“超级稻”。
这两种“优等生”水稻，一个是亚洲栽培稻，另一个是非洲栽培稻——它们是稻属24个种里唯二被人类驯化栽培的栽培种。
亚洲栽培稻产量高、品质好，是我们餐桌上的常客；非洲栽培稻产量虽略逊一筹，却身怀“绝技”：耐高温、耐干旱、耐贫瘠，还自带多种抗病虫本领。科学家很早就在想：如果能让这两种水稻“联姻”，把各自的优点集于一身，是不是就能培育出更高产、更稳产的水稻新品种？
想法很美好，现实却卡了壳。两种水稻之间存在严重的生殖隔离，杂交后代花粉活力极低、结实率大幅下降，就像一道无形的屏障，将优良基因的交流重组和种间杂种优势的利用阻断。
“只有实现优良特性的结合，才能培育一个高产、优质的新型‘超级稻’。”论文并列第一作者、南京农业大学何晓栋博士表示，“我们在做的，就是破解这道‘屏障’，为培育新品种打下理论基础和技术储备。”
18年接力攻关
本次在《Science》上发表的研究，聚焦于引起亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的主效位点RHS3。这个位点，早在2008年就由万院士团队鉴定报道，但分子机制的解析，足足走了18年。
万建民院士（中间）
“那时候，基因测序、基因编辑这些技术还不成熟，团队只能先做好定位工作。”何晓栋说。18年来，团队认准一个方向持续深耕，通过遗传材料获取、基因克隆、亚细胞定位及蛋白互作等多个层面的精细研究，联合国内多家高校和科研单位协同攻关，这才完成了功能解析和机制研究。
团队最终发现，RHS3位点由3个基因组成：一个像“矛”，能破坏线粒体功能、杀死花粉；一个像“盾”，能与“矛”相互作用、化解其杀伤力；还有一个基因像“甲”，能把“矛”送入细胞的“回收站”自噬体进行降解，从而特异性地保护雌配子。
这个被团队借用中国古兵器命名的发现，首次揭示了选择性自噬参与植物种间生殖隔离的分子机制：即“甲”是植物特有的选择性自噬受体，可直接介导“矛”进入自噬降解途径，进而调控种间生殖隔离。
比机制本身更振奋人心的是，团队还找到了一种“盾”有功能而“矛”失活的广亲和种质——用它分别与亚洲栽培稻和非洲栽培稻杂交，都能有效克服RHS3位点导致的育性下降问题。
这意味着，团队找到了一把打破生殖隔离的“钥匙”。从基础科学研究出发，到实现培育超高产杂交稻新品种，有了切实可行的技术路径和种质资源。
从江北，向未来
半个世纪以来，杂交水稻技术助力我国以不足全球9%的耕地，解决了世界近五分之一人口的吃饭问题。然而，现有杂交水稻主要为亚种内或亚种间杂种，万院士团队对种间杂种优势的挖掘与利用，也许将为粮食安全带来新的可能。
全国重点实验室
值得一提的是，本次重大成果的新闻发布会，就在南京农业大学滨江校区举办。何晓栋告诉我们，研究的大部分工作，都是在作物遗传与种质创新利用全国重点实验室里完成的——2024年，滨江校区启用时，这个全国重点实验室也随之扎根江北。
对万院士团队而言，这里不仅是新的科研空间，更是连接基础研究与产业应用的枢纽。此前，团队育成的优质高产水稻新品种“宁粳116”，同样在滨江校区完成了生产经营权独占许可签约。团队200多号人，往返于全球各地与江北，扎根基础科研的最前沿，也走在产业应用的最深处。
据了解，接下来，万院士团队将围绕多个杂种不育位点继续深耕，目标是早日培育能够投入生产应用的远缘杂交超高产水稻新品种。
从实验室到田间地头，这条路也许还要走得很远，但在这片加速集聚创新资源的热土上，故事总会写得精彩。
素材来源 | 南京农业大学
部分文 | 高媛、周琴
发布 | 徐雅莹
审核 | 钱国江、吴小荣
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