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们追寻产量更高、口感更好，更适合四川种植的香稻


他们选育出创成都平原亩产纪录的香稻


他们今年2月获得国家科技进步二等奖


他们追寻水稻香味产生的根源精确定位香味基因

当你端起饭碗时，一股淡淡的米饭清香扑鼻而来；当你走在稻花盛开的田间，清香或许让你流连……这种清香到底来自何方？稻谷一直都很香吗？


四川科学家任光俊率领的课题组研究近20年，最终选育出创成都平原亩产纪录的香稻，并首次精确定位大米香味基因。相关成果在今年二月获得了国家科技进步二等奖。 他相信，该成果将使四川的稻谷从此变得“香”起来。


基因突变、稻米生香


多年来，四川的大米不仅没有香味，其口感比起东北米等主流品牌也逊色不少。1991年，四川省农业科学院的任光俊，开始了他的“杂交香稻计划”他想提升四川大米的口感、外观，同时还要具有香味。


“事实上，香稻本来是不存在的，栽培稻起源的野生稻不带香味。”现已担任省农科院副院长的任光俊说，大约在上世纪50年代左右，人们发现广东增城栽种的一种普通稻谷有一股淡淡的清香，稻花飘香、稻米做出的饭也香。


科学家们普遍认为，它的香味是在自然进化过程中变异所致。任光俊介绍说，这种变异是可遗传的变异，它通过已发生的基因突变把香味保留在后代中。


于是，任光俊和他的团队，于1991年秋季，从广东增城县农业局引进了“香丝苗2号”等品种。他们希望通过综合育种的方法，选育出产量更高、口感和外观更好，更适合在四川等南方地区种植，且具有香味的杂交香稻。


南繁北育、搞定香稻


引入香稻当年的冬天，任光俊把种子带到海南种植，第二年春天又在成都种植。随后，他通过测定，选择“香丝苗2号”做香型亲本，与名为“II-32B”的水稻杂交。按基因重组规律，“香丝苗2号”和“II-32B”的杂交F2代，有一部分植株保留有香味基因，有部分将失去香味基因。在叶片有香味的植株上，结出的每粒稻米都有香味，它们是被称为“纯合基因型单株”的“纯种香稻”。有趣的是，区分是否是“纯种香稻”的方法基本靠科研人员通过各种方法“闻出”和“嚼出”香味。


任光俊还观察带香味植株的株型、穗部性状等，从中选择杆硬抗倒、穗大粒多、籽粒较长、结实较好的优良单株。如此选出的后代被称为F3代。任光俊和同事们用它选育F4代。最终，科研人员将F4代与多个水稻品种进行杂交……


2008年，经过南繁北育，一个取名为“川香29A”的四川香稻不育系产生了。迄今，全国有关单位用这个不育系选配出28个杂交稻品种，其中“川香9838”亩产达到853公斤，创下成都平原最高纪录。


闻香识米、找出基因

优质香稻选育成功了，但任光俊和课题组成员们并没有结束这项研究，他们要追寻水稻香味产生的根源寻找并精确定位香味基因。


作为生物体主要遗传物质，基因精准地控制着生物体内蛋白质的合成，并由此控制着生物体各种性状的表达。大米的香味，来源于名为“2-乙酰-1-吡咯啉”的香味物质。研究人员发现，“2-乙酰-1-吡咯啉”的代谢，与水稻甜菜碱醛脱氢酶同源基因OsBADH2的表达调控有关。


任光俊的合作伙伴、四川大学刘永胜教授的课题组采用了RNA干扰技术，分析得出结论：水稻香味物质“2-乙酰-1-吡咯啉”的产生，正是源于OsBADH2基因功能的丧失。


为什么OsBADH2基因会出现功能丧失呢？任光俊的课题组再度通过基因测序，发现川香29甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH2）的第7外显子，出现了8个碱基的连续缺失，以及3个单核苷酸多态性。任光俊说，正因为OsBADH2基因出现这种变化，才导致其出现功能丧失。而变化后的基因，则控制水稻体内产生了香味物质。米饭为什么这么香，由此“真相大白”。