杂交水稻的推广为中国和世界的粮食安全做出了巨大贡献。但截止目前，杂种优势的分子机制仍然悬而未决。

为了探究水稻杂种优势的遗传机制，中国科学院遗传与发育生物学研究所朱立煌研究组、曹晓风研究组、中国科学院北京基因组研究所宋述慧研究组、中国科学院亚热带农业生态研究所陈彩艳研究组等共7个单位组成的团队选用两系超级杂交稻两优培九（LYP9，培矮64s×93-11）为模式组合，对水稻杂种优势的表型及分子基础进行了综合分析。

对多个杂交水稻组合的产量优势性状进行多年、多地点的综合分析发现：每穗小花数和有效穗数是造成两系杂交稻产量优势的主要原因；前者有超亲优势，后者只有超父本优势。在对源自LYP9后代的每个重组自交系（RIL）群体进行重测序的基础上，构建了一张高分辨率的遗传连锁图，并利用RIL群体及其与母本回交的RILBC1群体进行产量相关性状的遗传定位，鉴定了一系列产量及其他优势相关性状的QTL位点。同时，结合对幼穗发育早期的转录组分析以及QTL定位的结果，确定了多个与杂种优势相关的候选基因。

该团队还对一个产量杂种优势的主效位点进行了图位克隆，发现rice heterosis 8 (RH8) 位点实际上是由DTH8/Ghd8/LHD1编码的光周期调控的节律基因，它同时控制开花期、株高、分蘖数、每穗小花数等多种性状。随后对361份杂交稻（其中包括125份二系杂交稻）的基因型解析后发现，RH8的杂合性是两系法杂交稻基因型的主要类型。

该团队在此基础上对今后的杂交稻育种方向提出了具体的建议。这项研究对推动杂交稻的分子设计育种实践有重要的意义，利用该研究成果，有望进一步优化杂交稻亲本材料的选育和配组，选育出更加高产、优质的杂交稻。

研究论文Integrated analysis of phenome, genome, and transcriptome of hybrid rice uncovered multiple heterosis-related loci for yield increase（DOI:10.1073/pnas.1610115113）已经发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。