继小鼠、线虫之后，科学家又在水稻中发现了“自私基因”，这也是人类首次在植物领域找到挑战孟德尔遗传定律的例证，国际顶级学术期刊《科学》8日发表了中国科学家这一成果。
《自私的基因》是英国演化理论学者道金斯的经典科普著作，讲的是基因会尽可能保存并复制自己。而根据孟德尔第一定律，来自双亲的基因应当等概率分配给下一代，“自私基因”则会打破这种均衡，导致“孩子更像某一方”而不是“一半像爸爸，一半像妈妈”。去年，《科学》杂志报道了小鼠和线虫体内“自私基因”的存在，但未在植物领域找到例证。
杂交水稻不育问题长期困扰着科学界，将水稻的两个亚种籼、粳杂交，可以提高15%左右的单产，但会出现花粉不育、小穗结实率低、子粒不饱满等现象，制约杂交稻产量进一步提升。中国农业科学院副院长、中国工程院院士万建民团队研究认为，这也是“自私基因”在作祟。
据论文第一作者、南京农业大学博士后余晓文介绍，在水稻的花粉母细胞中，存在一对类似“矛”与“盾”关系的毒蛋白和解毒蛋白，解毒蛋白可以消除毒蛋白的毒害作用，保证花粉细胞顺利完成发育，产生花粉。
研究团队以滇粳优1号和南方野生稻为对象，系统解析其“自私基因位点”qHMS7的遗传构成，发现ORF2基因可以制造一个毒性蛋白，对全部花粉的发育有毒害作用；ORF3基因则可以制造一个解毒蛋白，对花粉发育起保护作用。
“我们发现，ORF3会选择性地保护携带它的花粉，确保其可育，从人类的道德观来看，这是一种‘自私’的表现。”余晓文说，后续研究也证实，野生稻中约50%的材料含有ORF3，而经过长期的演化，90%以上的栽培稻带有ORF3，“自私基因”尽可能保存和扩大自身后代的行为，客观上维持着粳稻基因组的稳定性。
余晓文认为，今后如果能找到一种具有“广泛亲和力”的品种，让ORF3更加“博爱”，保护其他花粉，也许可以克服杂种不育的障碍，充分发挥野生稻种资源的杂交优势，提高水稻单产。（完）
