近日，中国水稻研究所钱前/任德勇团队在Science Bulletin在线发表了“Kunpeng, birth of giant-grain rice germplasm”的研究论文，该研究成功鉴定到一个正向调控籽粒大小和粒重的新基因KP，创制出了超大粒水稻新种质资源。这一发现不仅为水稻高产育种提供了坚实的理论基础与优异的种质资源，该种质更具有作为优质酿酒原料及制作米粉米线等深加工产品的潜力。
据2023年联合国粮农组织报告，仍有约7亿人面临饥饿，相当于全球每11人中就有1人食不果腹。为保障粮食安全，高产育种仍是现代农业发展的关键领域，而超大粒种质资源的挖掘对于提高水稻单产举足轻重。而随着人民生活水平的不断提高，人们对特种米的需求也日益增长，特种米的应用也推动了农业产业链的延伸与升级。《庄子·逍遥游》所言：“北冥有鱼，其名为鲲。鲲之大，不知其几千里也”。“鲲鹏”稻粒，亦如其名，如同神话中的巨鲲，化身为翱翔天际的鹏鸟，其粒大如珠，饱满丰盈，正如“抟扶摇而上者九万里”的鹏鸟，承载着丰收的憧憬与梦想。水稻产量性状遗传改良仍占据现代农业研究核心战略地位，在气候变迁与耕地资源刚性约束背景下，挖掘并创制超大粒种质资源、开发酒米等特种米成为保障粮食安全的关键攻关方向。
该研究成功鉴定到一个水稻籽粒巨大的新基因KP，在籼稻与粳稻中过表达该基因均表现出籽粒粒长、粒宽及千粒重的显著提高，其中千粒重增幅更是高达30%-40%。相反，该基因敲除后，籽粒大小及千粒重显著下降，确认了KP基因在籽粒大小和粒重中的正向调控作用。有趣的是，对粒重的正调控作用仅发生在利用KP内源启动子对其进行过表达，而组成型启动子过表达时未见粒重改变，表明KP对粒重的正调控作用需要其适当的动态表达，而并非持续性高表达。单倍型分析发现KP基因的不同单倍型与籽粒大小及重量之间存在显著的相关性，其源于不同单倍型启动子活性影响基因表达。以上结果表明KP具有正向调控籽粒大小与重量的作用，适当调控KP表达或利用其优异单倍型创制超大粒种质，为培育高产水稻新品种提供突破性的基因和种质资源。
中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室博士生俞晓琦和博士生谢伟为该论文共同第一作者。中国水稻研究所钱前院士和任德勇研究员为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目和面上项目、海南省院士创新平台科研项目资金资助。
原文链接：
https://authors.elsevier.com/sd/article/S2095-9273(25)00385-8
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