水稻是重要的糧食作物，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)是育種家的追求。但是“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)，優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)”是水稻育種的一個瓶頸問題。近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員吳躍進課題組與中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員傅向東課題組合作利用秈稻品種 93-11 和粳稻品種日本晴構(gòu)建的重組自交系，通過高通量測序的方法繪制出一張產(chǎn)量與品質(zhì)相關(guān)基因的高密度連鎖圖譜。利用 QTL（數(shù)量性狀位點）分析鑒定出多個控制粒型和稻米品質(zhì)的 QTL 位點，進一步的圖位克隆鑒定到五個能正向或負(fù)向影響粒型及稻米品質(zhì)的主效 QTL (GW5、GW7、GW8、GS3、OsMADS1)。

研究發(fā)現(xiàn)，這五個 QTL 位點的不同組合能產(chǎn)生不同的粒型，同時能獲得不同的稻米品質(zhì)。通過設(shè)計將來自日本晴的 GW5、GW8 位點和來自 9311 的 GW7、GS3、OsMADS1 位點組合后即可獲得最高的產(chǎn)量和最優(yōu)的稻米品質(zhì)，并通過比較 9311 和 9311-GW5NIP-GW8NIP 一對近等基因系的稻米產(chǎn)量和品質(zhì)獲得該理論的驗證。

綜上所述，通過合理組合多個水稻粒型控制的優(yōu)異等位基因可以實現(xiàn)水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的雙提升，為進一步實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的育種目標(biāo)提供了新思路。相關(guān)成果已經(jīng)被 Journal of Genetics and Genomics 作為封面文章發(fā)表，博士研究生吳昆為第一作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等資助。