2002年，袁隆平团队等在Science在线发表题为“A Draft Sequence of the Rice Genome (Oryza sativa L. ssp. indica)”的研究论文，这篇论文的被引用次数高达2376次，具有划时代的科研意义。该研究通过全基因组鸟枪法测序，为中国最广泛栽培的亚种水稻（Oryza sativa L. ssp.indica）绘制了水稻基因组序列的草图。基因组大小为466兆碱基，估计有46,022至55,515个基因。组装序列中的功能覆盖率为92.0％。大约42.2％的基因组位于精确的20个核苷酸的寡聚物重复序列中，大多数转座子位于基因之间的基因间区域。尽管80.6％的预测拟南芥基因在水稻中具有同源物，但是只有49.4％的预测水稻基因具有拟南芥中的同源物。 2009年，袁隆平团队等在PNAS 在线发发表题为“A transcriptomic analysis of superhybrid rice LYP9 and its parents”的研究论文，该研究使用基于已知和预测的水稻基因的全基因组寡核苷酸微阵列，研究了超级杂交稻LYP9及其亲本品种93-11和PA64s的发育叶片和穗中的转录组概况。研究人员从7个组织中总共设置的36926个总基因中检测到22266个表达基因。聚类结果表明，F1杂种的表达谱与其2个亲本谱系之间的相似程度更高。在总基因组中，所有采样的组织共有7,078个基因，其中3,926个基因（占总基因组的10.6％）是差异表达基因（DG）。当研究人员将DG分为亲本（DGPP）和杂种与其亲本（DGHP）之间的比较时，比较结果表明，能量代谢和转运类别中的基因富含DGHP而不是DGPP。此外，研究人员将DG的存在与产量相关的数量性状基因座相关联，提供了一组潜在的杂种优势相关基因。
2013-2016年：合理设计更好地适应目标环境的水稻品种，提出商业推广机制
2013年，袁隆平团队等在PNAS 在线发发表题为“Rice zinc finger protein DST enhances grain production through controlling Gn1a/OsCKX2 expression”的研究论文，该研究报告锌指转录因子干旱和耐盐性（DST）直接调节生殖分生组织中OsCKX2的表达。OsCKX2的DST定向表达调节SAM中CK的积累，因此控制生殖器官的数量。总而言之该研究表明，作为生殖分生组织活性的独特调节剂，可以探索DST来促进水稻和其他小谷类谷物中谷物产量的遗传增强。 2014，袁隆平团队等在PNAS在线发发表题为“Days to heading 7, a major quantitative locus determining photoperiod sensitivity and regional adaptation in rice”的研究论文，该研究报告鉴定DTH7基因，这是水稻光周期敏感性和谷物产量的主要遗传基因座。基于图谱的克隆显示DTH7编码一种 pseudo-response调节蛋白，其表达受光周期调节。该研究显示，在很长的时间内，DTH7在光感受器植物色素B的下游起作用，以抑制Ehd1的表达，Ehd1是“florigen”基因（Hd3a和RFT1）的上调因子，导致开花延迟。该研究数据不仅提供了水稻光周期敏感性遗传控制的宏观视角，而且为通过合理设计更好地适应目标环境的水稻品种育种奠定了基础。 2016年，袁隆平等团队在PNAS 在线发表题为“Integrated analysis of phenome, genome, and transcriptome of hybrid rice uncovered multiple heterosis-related loci for yield increase”的研究论文，该研究综合了遗传学和组学分析，以确定模式两系水稻杂交系统良优培9（LYP9）及其亲本的产量杂种优势候选基因。发现水稻杂种优势8（RH8）是产量杂种优势的主要QTL是DTH8 / Ghd8 / LHD1基因。基于许多杂交水稻品种中RH8的共有等位基因杂合性，提出了目前商业杂交稻产量杂种优势的常见机制。
2019-至今：不断优化和改良水稻基因位点，探索杂种优势位点新方法
2019年2月11日，中科院亚热带农业生态研究所陈彩艳团队与湖南杂交水稻研究中心袁隆平团队在PNAS 上发表题为“Natural variation in the HAN1 gene confers chilling tolerance in rice and allowed adaptation to a temperate climate”的文章，克隆并功能鉴定基因HAN 1，增强水稻的耐寒性，拓展了对水稻向北扩展栽培的认识，为提高水稻耐冷性提供了目标基因。12月17日，万建民及袁隆平共同通讯在PNAS 在线发表题为“An R2R3 MYB transcription factor confers brown planthopper resistance by regulating the phenylalanine ammonia-lyase pathway in rice”的研究论文，该研究证明BPH进食诱导R2R3 MYB转录因子的表达，进而上调OsPALs基因的表达，导致水杨酸和木质素的生物合成和积累增加。结果，植物对BPH的抗性增强。该结果揭示了介导BPH抗性的分子机制，并为水稻BPH抗性的遗传改良提供了有价值的目标。 2020年9月22日，Nature Communications杂志在线发表了来自湖南杂交水稻研究中心袁定阳团队、袁隆平院士组和与华智生物李东等人合作题为“Resequencing of 1,143 indica rice accessions reveals important genetic variations and different heterosis patterns”的研究论文。该研究对杂交水稻育种中的1,143份籼型亲本材料进行重测序，揭示了三系和两系强优势杂交稻组合具有不同的杂种优势控制基因位点。该研究为发现杂种优势位点提供了新方法。自此，半个世纪以来，无论经历怎样的挫折和失败，袁隆平从未想过放弃杂交水稻这个目标，而是不断分析总结，调整技术路线。从失败中看到光明的胆识和勇气，让袁隆平当之无愧地成为了杂交水稻研究领域的开创者和带头人。而他开放、分享的心态，又推动着杂交水稻的研究从湖南走向全国，从中国走向全世界。 如今，袁隆平老先生辞世，这个解决半个中国温饱问题的老人走了，但是他的科研团队定会带着袁隆平先生的意志和梦想，继续进行科研攻关，实现杂交水稻研究的一个又一个突破！
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