水稻自私基因挑战经典定律

6月8日，国际顶级学术期刊《科学》在线发布了“水稻自私基因导致非孟德尔遗传”的研究成果。此次研究成果，将为水稻杂交育种以及有效提高水稻产量提供有力的理论和技术支撑。

目前的杂交水稻都是集中在单一亚种之间的，比如袁隆平院士的杂交水稻、绿色超级稻等，都是在籼稻亚种之间进行的杂交。

科学界普遍认为，水稻籼粳杂交可比其他杂交稻进一步提高单产15%至30%。然而，籼稻和粳稻在杂交中最大的问题是会出现花粉不育、小穗结实率低、籽粒不饱满等杂种不育现象。

在试验中，研究人员发现栽培稻与南方野生稻杂交后杂种虽然能长出更多的穗粒，但是绝大部分都是空稻壳，最终的结实率仅有1%至2%，由此，科学家们提出了假设，一定是有某些基因控制了杂交稻不结实。

随着研究的深入，团队发现了其中的奥秘，杂交稻不结实是因为粳稻具有一项神秘“武器”——自私基因。

英国演化理论学者理查德·道金斯在其经典著作《自私的基因》中给出了详细阐述，这一概念说的是双亲杂交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的基因，使亲本自身的遗传信息能更多、更快地复制，并能更多地传递给子代，从而维持物种自身的稳定性。

“拿人类作比方，父母能控制住自身基因更多地传递给后代，所以大部分人就是像某一方的多，这种类型的基因称为自私基因。”中国工程院院士、中国农业科学院副院长万建民说。但是这一现象却不符合孟德尔遗传定律。经典遗传定律认为，基因是有均等机会分配给后代的，即父母亲的基因遗传给后代的概率是等同的。而实际情况是，大部分人是更像父母亲的某一方。所以，人类在遗传过程中，也出现了大量的“自私现象”。

万建民及团队在研究中发现，粳稻拥有的自私基因位点包含三个相邻的基因ORF1、ORF2和ORF3，第一个基因没有什么作用，第二個基因是毒蛋白，起到杀死配子的作用，第三个基因是解毒蛋白，起到保护配子的作用。而南方野生稻只含有ORF1、ORF2两个基因，并不具有保护配子的基因。

因此在杂交后，粳稻中的毒基因产物将南方野生稻的配子杀死了，也就是说粳稻的自私基因发挥了作用，同时用ORF3基因保护了自己的配子，这就是“自私现象”。（摘自《经济日报》）