南方的梅雨季节,空气里弥漫着潮湿的水汽,试验田里的水稻已经抽穗扬花,沉甸甸的穗子压弯了茎秆,风一吹过,翻起层层金色的浪涛。江浩带着团队成员蹲在田埂上,手里捧着刚收割的稻穗,脸色却算不上好看。
这是“抗倒伏高产水稻”研发项目的首批杂交后代,亲本组合是**“矮脚虎”ד湘早籼45号”**——前者扛倒伏能力堪称一绝,茎秆矮壮如铁;后者高产优质,是南方稻区的明星品种。按照团队最初的设想,这组杂交应该能完美结合两者的优点,育出既矮壮抗倒,又高产的水稻新品系。
可测产结果出来的那一刻,所有人的心都凉了半截。
“组长,数据统计完了。”团队里的技术员小陈拿着记录本,声音里带着几分沮丧,“这批杂交后代的抗倒伏性确实提升了,比‘湘早籼45号’强了不止一个档次,台风天里基本没倒秆。但……但产量比预期低了15%,一亩地才收980斤,离咱们1150斤的目标差得远呢。”
江浩沉默着接过记录本,指尖划过那些密密麻麻的数字,眉头越皱越紧。他随手拿起一株杂交水稻的稻穗,和旁边的“湘早籼45号”对比——前者的穗子明显短小一些,穗粒数也少了一截,谷粒的饱满度也稍逊一筹。再看茎秆,倒是真的粗壮,捏在手里硬邦邦的,和“矮脚虎”如出一辙。
“怎么会这样?”旁边的技术员小张忍不住嘀咕,“咱们明明选了高产和抗倒伏的亲本,怎么优点没凑齐,产量还掉下来了?”
“是啊,”另一个技术员也跟着叹气,“这大半年的辛苦,难道白费了?”
江浩没说话,转身走进了试验田深处。他蹲在一株杂交水稻旁边,小心翼翼地扒开根部的泥土,看着那些扎得不算深的根须,又摸了摸厚实的叶片,心里渐渐有了一丝明悟。他想起之前查阅的文献,想起那些关于基因互作的理论,一个词猛地跳进脑海——基因拮抗效应。
回到实验室,江浩把自己关了整整三天。他翻遍了这批杂交后代的田间观测数据,又重新提取了亲本和杂交后代的DNA,进行分子标记检测。电脑屏幕上,一条条基因标记的条带清晰可见,抗倒伏基因的条带亮得刺眼,可高产基因对应的条带,却比预期的暗淡了不少。
第四天一早,江浩召集团队开会,把一沓检测报告拍在桌上,语气凝重:“我找到原因了——‘矮脚虎’和‘湘早籼45号’的基因,在产量性状上存在拮抗效应。”
“基因拮抗效应?”小张愣了愣,“什么意思?”
“简单说,就是两个亲本的基因碰到一起,不仅没互帮互助,反而互相‘拖后腿’了。”江浩指着检测报告解释,“‘矮脚虎’的抗倒伏基因确实很强大,能让茎秆变粗变壮,但这个基因在表达的时候,会抑制一部分和穗粒发育相关的基因。咱们的杂交后代,把抗倒伏的优点继承了,可高产基因的表达却被压制了,所以穗子变小,产量就降下来了。”
这话一出,会议室里瞬间安静下来。大家面面相觑,心里都沉甸甸的。谁也没想到,精心挑选的亲本组合,竟然栽在了基因拮抗这个坎上。
“那……那咱们之前的努力,岂不是全白费了?”小陈的声音里带着一丝哽咽。这批杂交水稻,是他跟着江浩,顶着盛夏的烈日,一株一株人工授粉培育出来的,每一株都倾注了心血。
“白费倒不至于。”江浩摇摇头,目光扫过众人,语气渐渐坚定,“至少我们证明了,‘矮脚虎’的抗倒伏基因能稳定遗传给后代,这是个重要的成果。现在的问题,是怎么解决这个基因拮抗的问题,把产量提上去。”
“怎么解决?”大家的目光齐刷刷地投向江浩,眼里满是期待。
江浩走到白板前,拿起马克笔,写下三个亲本的名字:“矮脚虎”“湘早籼45号”“IR8”。“之前咱们走的是两系杂交的路子,现在看来,这条路走不通了。那咱们就换个思路——搞三系杂交!”
“三系杂交?”小张眼睛一亮,“你的意思是,把‘IR8’也加进来?”
“没错!”江浩重重地点头,“‘IR8’不仅抗病虫害能力强,它的基因库里,还有一组能促进穗粒发育的基因,而且这组基因和‘矮脚虎’的抗倒伏基因兼容性很好,不会产生拮抗。我们可以先让‘矮脚虎’和‘湘早籼45号’杂交,得到第一代杂交种,然后再用第一代杂交种和‘IR8’杂交,通过三次杂交,把三个亲本的优良性状都聚合起来。”
他一边说,一边在白板上画着杂交路线图:“第一步,‘矮脚虎’ב湘早籼45号’,得到F1代,这一代已经有了抗倒伏的基础;第二步,F1代בIR8’,得到F2代,这一代就能引入‘IR8’的穗粒促进基因和抗病虫害基因,弥补产量短板;第三步,用分子标记辅助筛选,从F2代里选出同时携带抗倒伏、高产、抗病虫害三种基因的植株,再经过两代自交纯化,就能得到性状稳定的新品系。”