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上海科学家首次绘制水稻泛基因组图谱
有助于提升我国水稻产量潜力

发布时间:2018-01-17 11:14:19  |  来源:人民网  |  作者:   |  责任编辑:熊曼菲


 有了导航地图,人们可以找到合适的路径,去往想去的地方。有了水稻的泛基因组图谱,人们对于选育哪些品种来进行有效的杂交,也有了更加清晰的认识。2018年1月16日零时,《自然-遗传学》杂志在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所和上海师范大学生命与环境科学学院黄学辉教授团队的研究论文。该研究首次绘制了栽培稻-野生稻的泛基因组图谱,系统鉴定了涵盖各类群水稻的编码基因集。该研究成果以长文形式发表。

 水稻是我国以及全亚洲重要的粮食农作物。水稻从野生稻驯化1万多年来,品种(也叫株系)众多,分布广泛,除了全亚洲,在欧洲、美洲和澳洲也有很少量分布。水稻可以适应多样的生态环境和农艺条件,其丰富的遗传多样性在驯化和现代育种中都发挥了重要的作用,并将成为应对粮食需求增长和环境变化进行品种改良的关键资源。

 20多年来,“粳稻日本晴”一直是水稻研究的模式材料。之前的研究中,水稻基因组的遗传变异鉴定大多依赖其序列与“粳稻日本晴”的相似性,导致了一些基因信息丢失。毕竟,“粳稻日本晴”不能涵盖栽培稻和普通野生稻中所有的功能基因。比如,耐水淹基因、高效吸收磷肥基因等在“日本晴”等水稻品种中完全缺失。


来自不同水稻类群的栽培稻品种和野生稻株系。采访对象提供

 黄学辉教授表示,研究团队从几万个水稻品种中选取了1500个进行研究,相关成果2012年发表在《自然》杂志。此次研究则从上述1500个水稻品种中选出了66个最具有代表性的栽培稻品种和野生稻株系,对它们进行深度测序、从头序列组装和基因注释分析,获得了水稻各类群材料的高质量精细基因组图谱,鉴定出了水稻基因组中各类复杂的遗传变异,发现很多功能基因存在多种等位基因类型。

 此外,新鉴定的很多编码基因存在转录产物和蛋白质功能结构域,暗示可能存在一定的生物学功能。

 该研究成果将有力推动水稻的功能基因组学研究,有助于育种家充分利用各类群水稻中丰富的遗传变异,为进一步提升我国水稻的产量潜力、抗逆特点等提供了重要的基础信息。

 一位审稿人说,他相信这份水稻泛基因组图谱信息会对植物科学和水稻育种都非常有价值。另一位审稿人则评价,这是目前为止植物中最详实的泛基因组数据,它将对水稻遗传学研究非常有帮助。

 题图来源:新华社