中国科学院院士、华中农业大学教授张启发领衔的研究团队在全球首次分离克隆出一个控制水稻籼粳不育和广亲和性状的主效基因，命名为S5，此举意味着“植物骡子”从此也能繁衍后代。
刚刚出版的《美国科学院院刊》（PNAS）以封面故事的形式发表了该研究团队的研究
论文，报道了这一重大成果。
水稻分为籼稻和粳稻两个亚种。目前包括袁隆平在内的科学家搞的水稻杂交是在同一亚种内进行，而研究表明，籼稻和粳稻两个亚种间杂种（杂交后代）具有株高、分蘖、穗粒方面的很强优势。
几十年来水稻育种家们一直试图通过利用亚种间杂种优势提高水稻的产量，然而，国际上在这两个亚种间杂交的俗称“植物骡子”物研究进展缓慢，其主要困难是受自然界生殖隔离法则的制约，籼粳亚种间杂种育性下降，结实率很低，就像马和驴杂交所生的骡子一样，繁衍后代能力不足。
1984年，日本专家发现在籼稻与粳稻两大亚种之外，存在着另一种水稻品种，它既能与籼稻“婚配”，又能与粳稻“婚配”，且杂交的后代结实率高，它因此被称为“广亲和”品种。但日本专家并未研究出是哪个主效基因控制这种“广亲和”性状。
广亲和基因因其重大的应用价值，在国内外水稻界被认为是一个非常重要的基因。如果找到并分离出该品种的基因，便可解决籼稻和粳稻杂交后代育性下降、结穗后空壳问题。
早在我国启动863计划时，国家有关部门就列入了该基因分离克隆的研究内容。张启发课题组从1990年就开始了该基因的研究，从
遗传分析、基因定位到最终克隆出S5基因，历时18年，共有7家研究机构的20多位研究人员参与项目研究。
张启发课题组研究结果表明，S5基因的蛋白质产物是一个天冬氨酰蛋白酶，通过控制雌配子的育性而影响结实率。籼粳稻的S5等位基因间仅两个碱基的差别，引起相应蛋白质两个氨基酸的替换，造成其杂种的不育。广亲和品种S5基因（广亲和基因）则因其大片段缺失，导致功能丧失，与籼稻或粳稻杂交都不影响杂种育性。
张启发介绍，栽培稻的籼粳杂种不育和广亲和性的并存，在生物进化中是一种很奇特的现象：籼粳分化造就了丰富多样的稻种资源，也导致生殖隔离，而广亲和基因的存在则给籼粳亚种间基因交流提供桥梁，对稻种的整体性有保障作用。
张启发表示，有效应用S5能使籼粳两种水稻亚种成功联姻并培育出高产杂交品种，新的杂交品种在产量和作物优势上可能大大优于现有杂交品种。
作者：
2008-8-18