找到了！这个基因让水稻“多快好省”

Ef-cd基因能显著缩短杂交水稻的生育期，但不会导致产量下降。

水稻作为一种重要的粮食作物，承载着人类的厚望。尤其是早熟高产水稻，是育种的主要研究方向之一。中国科学院遗传与发育生物学研究所与四川农业大学等机构合作，在水稻中发现了一个关键基因，该基因兼顾了早熟和高产的优点，并具有资源高效利用的特点。相关论文发表在8月27日的《美国科学院院刊》(PNAS)上。

此前，四川农业大学的研究人员邓小建和其他人最初在水稻3号染色体的短臂上发现了一个显性早熟基因(Ef-cd)。经过与中国科学院遗传发展研究所研究员褚成成的研究团队多年的合作，该基因被定位并克隆。这种基因是一种长的非编码核糖核酸，它能积极地调节一种重要的开花基因的表达，从而促进水稻的早熟。

研究人员在北京、四川成都、浙江嘉兴、福建福州等不同纬度进行了田间对比试验，发现该基因在不引起产量下降的情况下，将水稻抽穗期提前7-20天，甚至在许多地区都有不同程度的增产效果。

大规模的组织化学分析表明，含有该基因的水稻的氮代谢、叶绿素代谢和光合作用相关基因的表达显著增强。生理实验也证明，该基因显著提高了水稻对硝态氮和铵态氮的吸收能力和叶片的光合效率，具有高效利用资源的显著特点。

随后，研究人员与中国科学院院士、中国科学院植物生理生态研究所研究员韩斌合作，分析了目前中国生产中使用的1439个杂交水稻品种的基因型和抽穗期。在杭州和三亚，含有该基因的杂交水稻组合的抽穗期平均提前9-10天。

“这表明该基因为中国杂交水稻的生产做出了巨大贡献，是一个很有价值的基因。”褚成成认为，该基因的发掘和利用，将有效促进绿色超级稻品种培育中的减重和增效需求，对解决直播稻和粮油连作稻早熟高产、亚种间杂交水稻“超级亲本和晚熟”问题具有重要价值。

据了解，在我国杂交水稻发展的早期，“高产而不早熟，早熟而不高产”是品种培育中的一大难题。作为回应，中国工程院院士袁隆平和中国科学院院士谢华安带领他们的团队分别成立了两个早期恢复部门。此后，中国利用两个骨干恢复系组合了大量早熟高产组合并应用于生产，成功克服了杂交水稻“优而不早，早而不优”的技术难题，实现了杂交水稻在南方双季稻区的广泛应用。然而，水稻早熟高产的分子生理机制尚未揭示。

doi:10.1073/pnas.1815030116