我国科学家解锁野生稻遗传宝藏,为超级水稻育种铺路,Nature点赞!
近期,中国科学院分子植物科学卓越创新中心的韩斌院士团队取得了水稻基因组研究领域的重大突破。该团队成功完成了对145份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装,绘制出了一张前所未有的“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”。
这项研究不仅深入挖掘了普通野生稻丰富的遗传多样性,还全面揭示了亚洲栽培稻各类群的进化及驯化路径。通过这一图谱,科学家们得以窥见野生稻历经万年演化所积累的“生存智慧”,这对于应对全球人口增长和气候变化带来的粮食安全挑战具有重要意义。
然而,传统的研究模式主要依赖于单一的参考基因组,这限制了科学家们对水稻遗传多样性的全面理解。韩斌院士团队通过整合129份普通野生稻和16份亚洲栽培稻资源,进行了高质量的基因组测序和从头组装,成功构建了一个覆盖野生稻和栽培稻全面遗传景观的泛基因组图谱。
这一图谱为科学家们提供了一个前所未有的资源,使他们能够深入挖掘野生稻中的耐逆、抗病等优良性状的遗传变异。研究发现,野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻,已精确定位到多个抗病基因位点,其中包括已验证的抗稻瘟病基因。

研究团队还对亚洲栽培稻的早期关键驯化基因进行了单倍型分析,进一步证实了亚洲栽培稻单起源假说,并为持续数十年的学术争议提供了关键证据。同时,他们还发现了南亚各栽培稻类群之间存在广泛的基因交流,并定义了一个新的栽培稻亚群。
这一研究成果不仅构建了一个近饱和的野生稻泛基因组数据库,实现了野生稻遗传资源的系统性整合,还有效弥合了野生稻和栽培稻基因组学研究的差距。科学家们可以据此精准挖掘野生稻中的优势等位基因,追溯重要基因的起源,并解析水稻的环境适应性和表型可塑性机制。
在粮食安全日益成为全球关注焦点的今天,这项研究为实现水稻的快速从头驯化和精准培育抗逆性强、资源利用率高、产量突破的新品种提供了关键的基因资源。《自然》杂志同期发布的研究简报也强调了该研究在未来保障粮食安全方面的重大意义。
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