中国农科院作物科学研究所研究员童红宁介绍，水稻是我国主要粮食作物，也是全球超过一半人口的主粮，随着全球人口的增长和人均耕地面积的不断减少，提高水稻单产对保障全球粮食安全具有重要意义。单产的突破很大程度上依赖于水稻种质资源中重大基因的发掘利用。其中，提高每亩水稻的穗数、穗粒数和粒重是关键。因此，自20世纪30年代起，国际遗传学界就开始关注复粒稻“三粒一簇”现象，但始终未能从基因层面根本破解其机理。

童红宁团队长期从事植物激素调节水稻生长发育的研究，在此项研究中，该团队通过创制大量复粒稻的衍生突变体，最终发现并克隆了控制复粒稻“三粒一簇”现象的关键基因BRD3。该基因编码的蛋白质可以降解一种被称为“油菜素甾醇”的激素。实验证明，正是在BRD3的作用下，“油菜素甾醇”这种激素的含量降低，导致复粒稻稻穗的二级枝梗增多，使得“三粒一簇”现象出现。通过进一步研究，团队明确了“油菜素甾醇”的作用机理，并发现复粒稻中由于激素被精准调控，穗粒数得以增加，但没有其他常见的激素负面影响，如粒重就不受影响。

中国科学院院士李家洋评价，一般来说，水稻穗粒数越多，粒重就越小，二者常常呈负相关，此项研究成果在一定程度上破解了两者之间的负相关平衡关系，是一种极有潜力的分子设计育种策略。（杨舒）