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全中國有60%以上的人都以水稻為主食，為了讓14億人口吃飽飯，我國水稻培育已經(jīng)經(jīng)歷了兩次“綠色革命”：第一次通過水稻矮化育種，畝產(chǎn)提高了將近45%；第二次就是有名的雜交稻時(shí)代，由袁隆平院士研究出的第四代雜交水稻，已經(jīng)向著畝產(chǎn)1500公斤進(jìn)發(fā)！

但是雜交稻的培育過程并不容易，一是雜交育種的后代長得怎么樣，隨機(jī)性很大；二是想培育出好品種需要的時(shí)間周期很長，甚至不止幾十年。此外，雜交稻每年都要重新制作下一年農(nóng)民要用的雜交種。這些都給雜交育種帶來了重重困難。

當(dāng)前，雜交水稻已經(jīng)做到了讓大家都吃得飽。但是想要得到吃著更香、更營養(yǎng)的大米，利用雜交技術(shù)就有些“捉襟見肘”了。令人欣喜的是，水稻的“第三次綠色革命”已經(jīng)開始，科學(xué)家們利用基因編輯技術(shù)就可以解決上述問題。

有人不經(jīng)要問：基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)如何區(qū)分？千萬別弄混了。用基因編輯技術(shù)進(jìn)行育種，所改變的基因都是生物本身的基因，科學(xué)家通過分子技術(shù)手段進(jìn)行檢測，來決定哪些基因是我們所需要的、哪些基因是我們所不需要的，只要通過基因編輯的手段將某一個(gè)或幾個(gè)基因刪除，或調(diào)整它們發(fā)揮作用的程度，就可以達(dá)到精準(zhǔn)育種的目標(biāo)了。

2001年10月12日，中國科學(xué)家就向全世界宣布，中國率先完成水稻（秈稻）基因組工作框架圖的繪制，并免費(fèi)公布全部序列數(shù)據(jù)。我國科學(xué)家已經(jīng)相繼定位克隆了300余個(gè)控制水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、營養(yǎng)和高效等重要農(nóng)藝性狀的功能基因。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋研究組、中國水稻研究所錢前研究組與上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所何祖華研究組，合作找到了具備形成大穗、適中分蘗和稻稈粗壯、抗倒伏等特征的，理想株型的關(guān)鍵基因IPA1，并讓它適度表達(dá)，為進(jìn)一步解析水稻株型精細(xì)調(diào)控機(jī)理和水稻新品種的設(shè)計(jì)培育奠定了基礎(chǔ)，這個(gè)基因應(yīng)用于培育“嘉優(yōu)中科”系列水稻新品種后，不但提高了水稻產(chǎn)量，還增強(qiáng)了對(duì)稻瘟病的抗性。

此外，我國的農(nóng)業(yè)科學(xué)家經(jīng)過不斷的探索，發(fā)現(xiàn)了壯稈基因TB1，它既能促進(jìn)莖稈變粗，又能增加穗粒數(shù)；還發(fā)現(xiàn)了控制著稻谷的形狀和生長發(fā)育進(jìn)程中的一系列生理生化過程的基因等等?，F(xiàn)在看來，給水稻進(jìn)行基因編輯，能使我們的生活更美好。

【知識(shí)點(diǎn)小貼士】

第一次綠色革命——矮化育種：上世紀(jì)60年代，以降低農(nóng)作物株高、半矮化育種為特征的第一次“綠色革命”，使得全世界水稻和小麥產(chǎn)量翻了一番，解決了溫飽問題。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著人口的增加，國際市場對(duì)農(nóng)產(chǎn)品需求激增，急需以改良種子為中心大幅度提高土地生產(chǎn)率。與此同時(shí)，化肥的大量使用使得原有高桿品種倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重，成為限制產(chǎn)量的主要因素。因此，需要利用“矮化基因”，培育和推廣矮稈、耐肥、抗倒伏的高產(chǎn)水稻、小麥、玉米等新品種，提高農(nóng)作物單產(chǎn)，解決發(fā)展中國家的糧食問題。

第二次綠色革命——雜交稻：在生物界中，兩個(gè)遺傳基礎(chǔ)不同的品種間或相近物種間進(jìn)行雜交，其雜交子一代在生長勢、生活力、適應(yīng)性和產(chǎn)量等性狀上優(yōu)于雙親，這種現(xiàn)象就是雜種優(yōu)勢。在植物中同樣存在著廣泛的雜種優(yōu)勢現(xiàn)象，育種家培育了大量雜交作物并推向市場，如目前商業(yè)化玉米基本都是雜交品種。水稻是雌雄同花作物，無法像玉米等雌雄異花作物那樣可以通過人工（或利用機(jī)械）去除母本自交系的雄花，以另一自交系（父本）的花粉進(jìn)行授粉大量獲得雜交種。因此，單純依靠人工去雄來大規(guī)模完成雜交水稻制種是不現(xiàn)實(shí)的。利用水稻雄性不育系作為遺傳工具，使得雜交過程中最為麻煩的“去雄”這一步可以省略，成功實(shí)現(xiàn)了雜交稻的大批制種及大面積推廣，表現(xiàn)出強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢，產(chǎn)量比常規(guī)品種高20%左右，大大提高了水稻產(chǎn)量。

水稻基因組工作框架圖：指通過DNA測序和計(jì)算機(jī)排序的方式，獲得的覆蓋率超過全部DNA序列90%以上的基因組“草圖”。 通過對(duì)水稻全基因組序列分析，可以獲得大量的水稻遺傳信息和功能基因；全面了解其遺傳機(jī)理。這為世界糧食作物的基礎(chǔ)和應(yīng)用性研究提供寶貴的數(shù)據(jù)化信息，促進(jìn)了我國生物技術(shù)的產(chǎn)權(quán)化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，也大大促進(jìn)了我國在水稻功能研究領(lǐng)域的快速發(fā)展和新的突破。

科學(xué)文本：毛志明 王春

監(jiān)　　制：程維紅 戰(zhàn)釗

統(tǒng)　　籌：徐琴 宋雅娟 趙清建

策劃文案：宋雅娟 張蕃