華中農業大學教授、中國科學院院士張啟發帶領的科研團隊，成功分離出控制水稻産量和生育期的多效性基因。5月5日，這一具有重大理論及實踐意義的論文在《自然—遺傳學》的網絡版發表。

    經典的遺傳學理論認為，植物的複雜數量性狀一般是由大量微效基因協同控制的，研究難度很大，其中作物産量是最為複雜的數量性狀。然而，張啟發科研團隊的最新研究成果表明，作物産量也可能會受少數幾個關鍵性主效基因的調控。他們首次發現並成功克隆的一個同時控制水稻株高、抽穗期和每穗粒數的QTL(Quantity Trait Loci，數量性狀位點)基因，命名為Ghd7(G：穗粒數，h：株高，d：抽穗期，7：水稻第7染色體)。

    據文章第一作者(並列)邢永忠教授、薛為亞博士介紹，早在上世紀90年代中期，課題組通過QTL分析，在水稻第七染色體著絲粒區附近定位了一個具多效性的QTL。其後十餘年中，他們反復證明了這一結果，並在這個基因區間構建了多對近等基因係，在此基礎上，利用圖位克隆技術分離到了這個基因。研究結果表明，野生型Ghd7等位基因可使抽穗期大大延遲，株高和每穗粒數顯著增加。在武漢夏天的條件下，含有野生型Ghd7等位基因的水稻比一般水稻(珍汕97)抽穗晚23天，株高增加30厘米，穗粒數增加1倍，且莖稈粗壯抗倒，單株産量可提高50%。將野生型Ghd7等位基因轉移到一些小穗、早抽穗品種中，可使這些品種每穗粒數成倍增加，同時伴隨株增高，抽穗期延遲。研究人員發現，Ghd7基因編碼的蛋白質為一含CCT結構域蛋白家族成員，其表達和功能受光週期調控。該蛋白不僅參與了開花的調控，而且對株的生長、分化及生物學産量有普遍的促進效應。在長日條件下，該基因的表達增強，從而推遲抽穗，植株增高，穗子變大，穗粒增多。研究結果還表明，該基因與水稻品種的生態地理適應性有密切的關係。

    文章通訊作者張啟發認為，該研究成果具有重要的理論與實踐意義。在理論方面，一是表明數量性狀可以由主效基因控制；二是為一個基因的多個功效提供了很好的例證；三是為研究一個基因可以控制多個性狀提供了難得的機會。在實踐方面，該基因的成功分離，説明對於諸如産量這樣複雜的數量性狀，也可以應用生物技術進行改良。因此，該基因的有關信息，可被直接用於從水稻品種遺傳資源中發掘對提高産量和生態適應性有重要意義的優良等位基因，進行作物品種的遺傳改良。(余平凡 金安江 范敬群)