1974年，袁隆平培育出第一個雜交水稻強優組合南優2號。此后，雜交水稻成為人們最常聽說的水稻品種。新華社2016年9月7日發布消息稱，袁隆平領銜的超級雜交稻“種三產四”豐產工程10年來已累計增產稻谷超過60億公斤。

一粒種子往往意味著大量財富，但其育種過程卻無比艱難繁瑣。

雜交水稻育種甚至是“盲目”的體力活。兩個水稻品種雜交，有時候高產，有時候低產。其背后的原因，人們不得而知。雖然水稻基因組已經測序，雖然人們已經零星地找到了一些與高產相關的基因。為什么雜交水稻如此豐產，哪些基因賦予了它們超越親本的巨大豐產能力？一直是未解之謎。

這種盲目使得育種專家們只能靠數量取勝，在大量雜交、大片種植的水稻田里，憑眼力、憑經驗碰運氣選育。但很多時候，在種下去之前，沒人知道這個材料會不會高產。

這一局面可能很快改觀。

國際學術刊物《自然》上發表的最新研究論文顯示，中國科學家將水稻基因組中與高產相關的基因一網打盡。他們一下子找到了400多個關鍵基因位點，更重要的是，他們找到了這些基因能夠高產的組合方案。

這意味著，人們第一次繪制出了雜交育種的育種“路線圖”，接下來要做的就是按圖索驥。這些信息極具商業價值。科學家們按照這張“地圖”，可以最大程度地優化育種路線方案，指導種子公司快速、精準地育種，科學家們將獲利頗豐。

而育種專家們也會像是開了天眼。通過對每一代育種材料的測序，看看它們是否含有這些關鍵的高產基因，含有多少個，是什么組合，育種專家們可以快速舍棄無效的育種材料，將注意力集中到有望超越其前輩的“明星”身上，并按圖索驥地精準雜交，快速育種。只需要少量種植，挑選也更精準，育種時間也會從傳統的8到10年，縮短為3到5年，甚至更短時間。

雜交育種可能從8~10年縮短到3~5年

國際學術刊物《自然》（Nature）9月8日凌晨1時在線發表的一項最新研究顯示，研究人員揭開了雜交水稻高產的秘密——遍布在整個水稻基因組中，決定雜交水稻高產的主要基因位點被中國科學家率先找到。

著名水稻雜交育種學家、中國科學院院士謝華安評價稱，這一工作“既是雜種優勢理論的重大突破，又是指導育種的寶貴經驗，可喜可賀！”

農業部副部長、中國農業科學院院長、中國科學院院士李家洋稱，“這是我國在水稻基礎理論和應用領域的又一重大成果，將對水稻研究和生產產生深遠的促進作用！”

《自然》刊發的這篇論文標題為《水稻產量性狀雜種優勢的全基因組解析》(Genomic architecture of heterosis for yield traits in rice)，論文通訊作者為中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所國家基因研究中心研究員黃學輝和中心主任、中國科學院院士韓斌。

9月7日下午，韓斌告訴澎湃新聞（www.6773257.com），目前一共發現了400多個雜交水稻高產的基因位點。比這些基因更重要的是還發現了如何組合這些基因才能高產。正是多個基因優勢互補，導致雜交水稻高產。不同的雜交水稻對應著不同的高產基因組合，一般是十多個高產基因。除了這些基因不同，這些水稻中的其他基因都基本一致。未來育種的方向就是要把想要的基因組合集中到一個品種中去，“組合方案決定了品種的高產能力” 。

韓斌表示，“這些基因的位置和組合方案，對高效設計育種有重要價值。傳統雜交育種培育一個品種需要8~10年，現在可能縮短到3~5年。根據這一研究成果培育的雜交水稻已經在試驗田中種植到第四代，目前還在繼續實驗中。”

韓斌表示，目前課題組還未對這些新發現的基因位點和基因組合方案申請專利保護。

在10074個植株的基因組中互相對比

以姚明的身高為例，韓斌解釋了該研究的原理。

韓斌說，他很喜歡姚明，姚明除了籃球打得好，個子高，人聰明，講話也幽默。如果想知道哪些基因跟姚明的身高有關（很可能不是單一的一個基因影響了姚明的身高，而是多個基因），僅僅對姚明基因測序還不夠，對其家人進行基因測序也不夠，還需要很多個跟姚明類似的家庭基因測序才可以。

黃學輝和其合作者中國水稻研究所的楊仕華共收集到1495份雜交稻品種。研究人員發現，這些雜交水稻可以被分為三個類型。從這三個類型中，研究人員分別選擇了9個、6個和2個品種進行繁殖傳代，共獲得10074個子二代水稻植株材料，分別進行測序和分析。

一個特定的性狀（比如株高、粒重），在10074個植株的基因組中互相對比，在萬變中尋找不變。通過這樣的基因組關聯分析，在大數據中逐漸識別出前述產量相關的基因。

韓斌表示，除了水稻，這些基因位點，甚至基因組合的方案，對玉米等作物育種也有參考意義。未來，研究人員可以采用同樣的方法尋找稻米香味、營養等相關基因。