華中農業大學黨委書記高翅（左一）和嚴建兵（左二）科研團隊在南繁基地進行科學研究（資料圖）。新華網發 李金發攝
新華網武漢3月26日電（連迅、楊寧）中國農業大學科研團隊聯合華中農業大學嚴建兵教授科研團隊，歷經18年研究，發現了一個在玉米和水稻中都存在的關鍵基因，通過對這一基因的編輯改良，有望將玉米、水稻産量分別提高10%、8%左右。這一研究成果25日線上發表于國際學術雜志《科學》上。
經過漫長的歲月演變，玉米、水稻和小麥成為迄今人類馴化最為成功的三大農作物，為人類提供了50%以上的能量攝入。這些作物在長期的改良和選擇過程中發生了什麼？是否遵循了共同的遺傳規律？華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室副主任、首席科學家嚴建兵説，中國農業大學和華中農業大學的聯合研究團隊歷經18年，師生三代人持續攻關，從基因和基因組兩個層面對此進行了係統研究。
經過研究，科研人員從野生玉米資源裏新發現了一個基因，能夠增加玉米穗行數從而增加單穗籽粒數目和産量，命名為KRN2。同時，在水稻基因組中也鑒定出同源基因OsKRN2。這項研究還利用基因編輯技術創制了KRN2和OsKRN2基因功能敲除的新材料，多年多點的田間小區試驗表明，玉米KRN2敲除係和水稻OsKRN2敲除係可分別提高10%的玉米産量和8%的水稻産量，並且對其他農藝性狀沒有明顯的負面影響。
課題組進一步在全基因組水準上，對玉米和水稻趨同選擇的范圍與機制進行了深入解析，共檢測到490對經歷了趨同選擇的同源基因對。嚴建兵説，此次發現的KRN2，只是其中一個影響産量的基因，其他受趨同選擇的基因中，還蘊藏著很多可用于玉米和水稻遺傳改良的“寶藏”，這在宏觀上或者説在整個基因組水準上，對作物遺傳改良指明瞭新方向。
目前，聯合研究團隊正在努力，爭取做更大范圍的試驗，放在更多條件、背景下來檢測上述研究成果。嚴建兵同時表示，由于發現了作物的遺傳規律，也就意味著這是可以“觸類旁通”的。
科研團隊在實驗田進行科學研究（資料圖）。新華網發
