亞非水稻生殖隔離分子機制發現

　　亞洲栽培稻與非洲栽培稻雜交，育出的后代為何花粉大量敗育，稻穗又癟又少？近日，國際學術期刊《科學》在線發表的一項重要論文揭開謎底：中國工程院院士萬建民領銜的研究團隊在亞洲栽培稻與非洲栽培稻的雜交植株中，發現了由三個基因組成的精密遺傳沖突系統，它們導致水稻花粉敗育。該發現首次揭示出這兩個水稻種間生殖隔離的分子機制，為培育超高產亞非雜交稻新品種提供了重要的理論基礎和種質資源。

　　團隊經過18年攻關，在亞洲栽培稻和非洲栽培稻的雜交植株中，解析出第3號染色體上基因位點RHS3的分子機制。論文共同第一作者、南京農業大學博士研究生何曉棟解釋，RHS3位點由基因ORF10、ORF16和ORF4組成，它們組成了一套遺傳沖突系統。其中，ORF10編碼的蛋白像一把“矛”，破壞為水稻供能的線粒體，殺死花粉；ORF16編碼的蛋白像一面“盾”，能與“矛”相互作用，化解其殺傷力，保護胚囊和花粉正常發育；ORF4編碼的蛋白則像一副“鎧甲”，作為植物特有的選擇性自噬受體，通過與“盾”互作，形成“矛—盾—甲”的結合體，將“矛”送入細胞的“回收站”——自噬體進行降解，從而特異性地保護胚囊。

　　值得關注的是，非洲栽培稻擁有完整的“矛—盾—甲”三件套，而亞洲栽培稻只有一副“甲”。這導致它們雜交的后代產生兩類花粉：一類繼承了完整的“矛—盾—甲”，安然無恙；另一類只繼承了“甲”卻沒有“盾”，便被“矛”攻擊而敗育，最終導致雜種花粉半不育。