杂种优势是指杂种F1表现优于亲本的、普遍存在于生物界的现象。有关杂种优势遗传基础的争论已经持续了一百多年，还未有定论。以往的研究往往采用复杂的遗传群体和试验设计来揭示杂种优势遗传学基础，因此，杂种优势遗传基础的结论在某种程度上依赖于试验群体类型和分析数据的模型。虽然最新研究显示水稻杂种优势与很多位点相关，然而是哪些主效基因驱动杂种优势还不明确，能否通过聚合几个主效杂种优势位点来实现杂种优势组装，仍不清楚。JIPB近日在线发表了华中农业大学邢永忠教授课题组题为“Assembly of yield heterosis of an elite rice hybrid is promising by manipulating dominant QTLs”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jipb.13220)。该研究以水稻汕优63为基础，通过与母本珍汕97回交构建了一套包含202个染色体片段代换系的群体，在全基因组水平上鉴定水稻产量杂种优势位点。共检测到13个与每穗颖花数相关的QTL，其中有9个QTL与单株产量相关。珍汕97与这9个QTL位点的导入系构建的杂种F1均表现正向中亲优势，表明这9个位点具有显性效应。其中，HYD7.1、HYD7.2、HYD3和HYD6是已被克隆的Ghd7 、Ghd7.1、 GS3和Hd1位点，在F1背景下，荧光定量PCR结果显示Ghd7、Ghd7.1和Hd1功能型等位基因的表达水平也表现为显性效应。研究者选择其中8个对产量贡献较大的杂种优势位点进行了杂种优势的组装工作，发现在珍汕97背景下YD4、YD6、YD7.1和 YD7.2 四个杂种优势位点组装4-way F1的产量能够达到汕优63产量的80.9%；YD1、YD3、YD5和YD8 四个杂种优势位点组装4-way F1的产量能够达到汕优63产量的68.3%；以上8个杂种优势位点组装成8-way F1的产量接近汕优63产量。这些结果表明在母本背景下，8个位点就能很好地组装汕优63的杂种优势。同时，本研究还利用“永久F2”群体和RIL群体，比较了这8-9个位点不同基因型组合中的组装效果，其结果与珍汕97背景的组装效果相似，表明在父母本的混合背景下，聚合8-9个杂种优势基因也能组装汕优63的杂种优势。

图. 原始亲本以及汕优63和杂种优势组装F1的产量表型（A）成熟植株；（B）主穗；（C）单株产量。基因型从左到右依次为珍汕97、明恢63、4-way F1A、4-way F1B、8-way F1和汕优63。

以上结果表明显性效应对杂种优势具有重要的贡献，聚合多个主效QTL组装杂种优势是一种很有前景的方法。该研究首次通过杂种优势的组装改变目前对杂种优势的复杂认识，使人们对杂种优势有一个合理的简明理解，从而帮助育种家通过重点靶向几个关键的产量相关基因来把握杂种优势的主体。华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室邢永忠教授课题组长期从事水稻产量性状相关基因的挖掘和水稻杂种优势分子机理研究。近10年来一系列研究成果分别发表在Nature Plants、Cell Research、Plant Cell、New Phytologist、Journal of Advanced Research、Plant Physiology、Journal of Integrative Plant Biology等刊物上。邢永忠教授为该论文的通讯作者，已毕业博士申国境、胡伟和博士生汪贤猛为共同第一作者。该研究得到了国家重点研发项目和国家自然科学基金等项目的支持。