水稻自私基因挑戰經典定律

6月8日，國際頂級學術期刊《科學》在線發布了“水稻自私基因導致非孟德爾遺傳”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量提供有力的理論和技術支撐。

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、綠色超級稻等，都是在秈稻亞種之間進行的雜交。

科學界普遍認為，水稻秈粳雜交可比其他雜交稻進一步提高單產15%至30%。然而，秈稻和粳稻在雜交中最大的問題是會出現花粉不育、小穗結實率低、籽粒不飽滿等雜種不育現象。

在試驗中，研究人員發現栽培稻與南方野生稻雜交后雜種雖然能長出更多的穗粒，但是絕大部分都是空稻殼，最終的結實率僅有1%至2%，由此，科學家們提出了假設，一定是有某些基因控制了雜交稻不結實。

隨著研究的深入，團隊發現了其中的奧秘，雜交稻不結實是因為粳稻具有一項神秘“武器”——自私基因。

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

“拿人類作比方，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，這種類型的基因稱為自私基因。”中國工程院院士、中國農業科學院副院長萬建民說。但是這一現象卻不符合孟德爾遺傳定律。經典遺傳定律認為，基因是有均等機會分配給后代的，即父母親的基因遺傳給后代的概率是等同的。而實際情況是，大部分人是更像父母親的某一方。所以，人類在遺傳過程中，也出現了大量的“自私現象”。

萬建民及團隊在研究中發現，粳稻擁有的自私基因位點包含三個相鄰的基因ORF1、ORF2和ORF3，第一個基因沒有什么作用，第二個基因是毒蛋白，起到殺死配子的作用，第三個基因是解毒蛋白，起到保護配子的作用。而南方野生稻只含有ORF1、ORF2兩個基因，并不具有保護配子的基因。

因此在雜交后，粳稻中的毒基因產物將南方野生稻的配子殺死了，也就是說粳稻的自私基因發揮了作用，同時用ORF3基因保護了自己的配子，這就是“自私現象”。（摘自《經濟日報》）