水稻自私基因挑戰(zhàn)經(jīng)典定律

6月8日，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)布了“水稻自私基因?qū)е路敲系聽(tīng)栠z傳”的研究成果。此次研究成果，將為水稻雜交育種以及有效提高水稻產(chǎn)量提供有力的理論和技術(shù)支撐。

目前的雜交水稻都是集中在單一亞種之間的，比如袁隆平院士的雜交水稻、綠色超級(jí)稻等，都是在秈稻亞種之間進(jìn)行的雜交。

科學(xué)界普遍認(rèn)為，水稻秈粳雜交可比其他雜交稻進(jìn)一步提高單產(chǎn)15%至30%。然而，秈稻和粳稻在雜交中最大的問(wèn)題是會(huì)出現(xiàn)花粉不育、小穗結(jié)實(shí)率低、籽粒不飽滿等雜種不育現(xiàn)象。

在試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)栽培稻與南方野生稻雜交后雜種雖然能長(zhǎng)出更多的穗粒，但是絕大部分都是空稻殼，最終的結(jié)實(shí)率僅有1%至2%，由此，科學(xué)家們提出了假設(shè)，一定是有某些基因控制了雜交稻不結(jié)實(shí)。

隨著研究的深入，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘，雜交稻不結(jié)實(shí)是因?yàn)榫揪哂幸豁?xiàng)神秘“武器”——自私基因。

英國(guó)演化理論學(xué)者理查德·道金斯在其經(jīng)典著作《自私的基因》中給出了詳細(xì)闡述，這一概念說(shuō)的是雙親雜交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段優(yōu)先遺傳給后代的基因，使親本自身的遺傳信息能更多、更快地復(fù)制，并能更多地傳遞給子代，從而維持物種自身的穩(wěn)定性。

“拿人類(lèi)作比方，父母能控制住自身基因更多地傳遞給后代，所以大部分人就是像某一方的多，這種類(lèi)型的基因稱為自私基因?！敝袊?guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)萬(wàn)建民說(shuō)。但是這一現(xiàn)象卻不符合孟德?tīng)栠z傳定律。經(jīng)典遺傳定律認(rèn)為，基因是有均等機(jī)會(huì)分配給后代的，即父母親的基因遺傳給后代的概率是等同的。而實(shí)際情況是，大部分人是更像父母親的某一方。所以，人類(lèi)在遺傳過(guò)程中，也出現(xiàn)了大量的“自私現(xiàn)象”。

萬(wàn)建民及團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，粳稻擁有的自私基因位點(diǎn)包含三個(gè)相鄰的基因ORF1、ORF2和ORF3，第一個(gè)基因沒(méi)有什么作用，第二個(gè)基因是毒蛋白，起到殺死配子的作用，第三個(gè)基因是解毒蛋白，起到保護(hù)配子的作用。而南方野生稻只含有ORF1、ORF2兩個(gè)基因，并不具有保護(hù)配子的基因。

因此在雜交后，粳稻中的毒基因產(chǎn)物將南方野生稻的配子殺死了，也就是說(shuō)粳稻的自私基因發(fā)揮了作用，同時(shí)用ORF3基因保護(hù)了自己的配子，這就是“自私現(xiàn)象”。（摘自《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》）