一、项目简介

本发明属于植物遗传育种与分子生物学领域，具体涉及一对控制水稻种间杂种衰退的新基因 HWS1 和 HWS2 的鉴定及其在调控亚洲栽培稻与非洲栽培稻远缘杂交亲和性中的应用。

水稻远缘杂交，特别是亚非稻种间杂交，能聚合双亲优良性状，产生强大的杂种优势，是突破水稻产量瓶颈的重要途径。然而，种间生殖隔离导致的杂种衰退（如F₁或F₂代出现配子体不育、生长劣势、结实率低等）严重限制了该优势的利用。本发明首次成功克隆了HWS1和HWS2基因，并揭示其分子机制：这对高度保守的重复基因编码 Esa1相关因子6蛋白，作为组蛋白H4乙酰转移酶复合体的特征亚基，通过全基因组水平的组蛋白修饰（如H2A、H4的乙酰化），调控下游脂质与生物素合成通路，进而影响雌雄配子体的正常发育。

研究进一步阐明了其单倍型分布规律：籼稻品种多为HWS1和HWS2双基因功能正常的Class I单倍型；粳稻品种多为HWS1表达失活但HWS2功能正常的Class III单倍型；而非洲稻则为HWS1功能正常但HWS2基因缺失的Class II单倍型。当通过远缘杂交将不兼容的单倍型（如Class III和Class II）组合时，后代中会出现HWS1低表达且HWS2缺失的个体，从而导致杂种衰退。

基于此，本发明提出了创新的育种策略：通过基因工程技术（如过表达）在杂交亲本中增加HWS1或HWS2基因的拷贝数，例如在粳稻中回补HWS1的表达，或在非洲稻中引入HWS2基因，从而有效避免杂交后代中因该基因对功能缺失引发的生殖隔离，为充分利用亚非稻种间超强杂种优势、培育高产稳产水稻新品种提供了关键基因靶点和切实可行的技术方案。

二、专利摘要

本发明提供了决定水稻种间杂种衰退的新基因HWS1(Hybrid weakness and sterility 1)/HWS2(Hybrid weakness and sterility 2)及其应用。本发明揭示了新型的与植物杂种衰退表型相关的调控基因，称为HWS1/HWS2，编码具有组蛋白H2A和H4乙酰转移酶功能的蛋白。本发明还提供了以HWS1/HWS2基因或其编码的蛋白作为植物杂种衰退表型调控靶点的应用。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202410155824.X，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE23-31。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。