由江苏省农业科学院研究员焦德茂主持的国家重点基础研究课题组，运用植物光合机理，成功地将玉米高光合效率基因ＰＥＰＣ导入水稻，获得４个具有高光效特性的水稻新株系，其中一个小面积产量比对照增产２０％左右。国内一些水稻研究专家认为，这一研究开辟了我国水稻生理育种的新途径，可望培育出新一代超级稻。

    我国水稻单位面积产量居世界前列，利用半矮杆基因和杂种优势育种曾使我国水稻产量实现两次大的跳跃。而依靠传统育种方法进一步提高水稻产量困难较大，且高产的稳定性不强。通过提高农作物的光合作用来提高产量水平，一直是国际光合作用研究和作物育种等领域专家关注的前沿学科问题。１９９７年，世界著名植物光合作用研究专家——美国华盛顿州立大学教授古森本，将玉米高光效基因转入水稻并获得高表达的实验成功，为提高水稻的光合能力展示了可能。但是，古森本认为，玉米高光效基因导入水稻后，使得水稻气孔放大，吸进二氧化碳的能力增强。焦德茂主持的课题组则首次比较系统地阐明了玉米高光效基因导入水稻以后增强光合作用的机理。

    据介绍，从进行光合作用途径的不同，植物分为Ｃ4（碳４）、Ｃ3（碳３）等类型。水稻是Ｃ3植物，在高温、强光下容易产生光抑制，光合作用减弱。与Ｃ3植物相比，玉米等Ｃ4植物具有更高的光合效率，而且在强光、高温、低温等逆境条件下有较好的防御反应，能保持较高的光合作用。因此，如何把Ｃ3植物改造成Ｃ4植物是科学家长期的梦想。从１９９７年开始，江苏省农科院研究员焦德茂主持的课题组，通过对不同转玉米高光效基因水稻材料进行比较，证明来自Ｃ4植物中的高光效基因ＰＥＰＣ是提高光合效率的关键基因，Ｃ4光合途径在水稻中原本微弱的存在，但在一般情况下不起作用，将玉米高光效基因导入水稻后，不是因为气孔放大使水稻吸收二氧化碳的能力增强，而是使水稻本身的Ｃ4光合能力增强，这种增强的效率在高光强、高温等逆境条件下尤为显著。

    经过连续几代的系统选育，焦德茂主持的课题组筛选出具有自主知识产权的稳定的高光效基因水稻种质材料。实验表明，这种种质材料在高温高光条件下耐光抑制，对强光有较强的利用力和较高的光合能力，在低温强光下能抗光氧化，防早衰，光合效率比受体提高了５７％，产量提高１０％到３０％。在获得这种水稻种质材料的基础上，课题组又利用这种高光效种质材料与江苏优质粳稻"９５１６"杂交，已得到高光效基因粳稻"９５１６"种质材料，其光合效率提高３０％，产量提高２０％。此外，课题合作单位安徽农科院水稻所也育成３个株系，展示了高光效生理育种在水稻高产育种上的应用前景。　

    这一研究成果，目前已引起国内外专家的关注。最近，以中科院沈允钢院士为首的专家组对这一成果进行了鉴定，专家们一致认为这项成果具有重要的创新性：在理论方面，这一研究在国际上首次比较系统地研究并阐明了转Ｃ4基因水稻的光合特性及作用机理；在实践上，这一研究开创了一条提高水稻的光合效率并把光合生理生化机理、基因工程和常规育种有机结合的新途径。　

    安徽省农科院李成荃研究员说，今年安徽省部分地区出现１０多天３９℃以上的高温，个别品种的杂交稻结实率急剧下降。转Ｃ4基因水稻光合机理研究的进一步深入，并尽快推出实用技术，将有效解决超高产水稻在高温、高强光条件下结实率不高、籽粒不饱满的问题。（来源：《濠泷桴报》）