水稻米粒的颗粒大小与分量完全取决于一个名为GIF1的基因。最新一期的《自然—遗传学》（Nature Genetics）杂志专门报道了中美科学家在水稻育种研究中的这一新发现。

 

GIF1基因主要负责控制水稻中转化酶的活动。水稻中转化酶位于细胞壁上，将蔗糖转化为用于合成淀粉的物质，这些物质继续发育后就能长成米粒。如果GIF1基因控制的转化酶不活跃，水稻就很难长出饱满的颗粒。

 

领导此项研究工作的中国科学院生物学家何祖华介绍说，他们首先在水稻中筛选出一些米粒分量明显不足的变异植株，并从中鉴别出一种特殊的变异植株，而这一植株根本无法长出正常大小的米粒。于是，他们对该植株进行进一步的研究，发现是该植株的GIF1基因出现了变异。

 

通过试验，他们进一步发现，如果GIF1基因正常无变异，转化酶活性呈正常状态；如果GIF1因发生变异而表达不够，转化酶的活性仅为正常水稻的17%。研究小组培育出一种转基因水稻，使GIF1基因过度表达。结果发现，这种水稻的颗粒比正常水稻的大，分量也要重。

 

参与研究的宾夕法尼亚大学华人科学家马宏说，他们的研究工作表明，通过加强某个特定基因的表达，可以实现稻米增产的目标。这个新基因的发现将有助于培育高产转基因水稻新品种。

 

科学家们认为，这一分子机制能进一步用于育种。“许多拥有高产潜力的水稻，包括通常具有更大的水稻圆锥花丛（更大数量的稻穗）的超级稻，都经常结实不良。我们相信，改良结实从而增加稻穗重量，会极大地提高水稻产量的潜力，”何祖华告诉本刊记者。

 

此外，在另一期《自然—遗传学》杂志上，中国农业大学和清华大学的科学家报告他们发现古代驯化野生倒伏水稻变成直立型水稻的分子机制，这一过程在水稻被驯化的过程中发挥了关键作用，改善了植物的结构，提高了稻穗产量。

 

这组科学家发现水稻倒伏是被一个名为PROG1（倒伏生长）的基因控制，许多现代的稻株打破了PROG1的功能，让它不能表达，这导致了栽培稻种直立生长、更多稻穗和更高的产量。

 

参考文献：

 

Nature Genetics, 2008, 9月28日在线, doi:10.1038/ng.220

 

Nature Genetics, 2008, 9月28日在线, doi:10.1038/ng.197