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我國科學家成功繪制“野生稻-栽培稻泛基因組圖譜”

2025-04-17 13:19:06 來源: 新華社 點擊數:

新華社記者 張建松

記者從中國科學院分子植物科學卓越創新中心獲悉,中心韓斌院士團隊完成145份亞洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因組組裝,成功繪制了迄今為止分辨率最高的“野生稻-栽培稻泛基因組圖譜”。

4月16日,國際權威學術期刊《自然》(Nature)在線發表了相關研究論文。這是韓斌院士團隊繼2012年全面解析水稻馴化路線、2018年構建首個栽培稻-野生稻泛基因組草圖之后,在水稻基因組研究和進化領域取得的又一項重大突破,對未來保障糧食安全具有重要意義。

韓斌介紹,亞洲栽培稻是全球數十億人的主糧,其馴化歷史可追溯至一萬年前的普通野生稻。如何將野生稻歷經萬年錘煉的“生存智慧”注入現代品種,培育出兼具高產潛力與抗病抗逆特性的“超級水稻”,是破解糧食安全困局的重大課題。急需構建一個高質量、大規模的野生稻泛基因組,深度解析其廣泛的多樣性,全面挖掘其耐逆、抗病等優良性狀的遺傳變異寶庫。

研究團隊整合了具有代表性的129份普通野生稻和16份亞洲栽培稻資源,進行高質量的基因組測序和從頭組裝,構建了一個可以覆蓋野生稻和栽培稻全面遺傳景觀的泛基因組圖譜。

與原有公認的單個參考基因組相比,“栽培稻-野生稻泛基因組”新增了38.7億個堿基對,共包含69531個基因,其中近20%為野生稻特有,這些基因被證實與抗病防御、環境適應性等性狀密切相關。

深入研究發現,野生稻中的抗病基因豐度和多樣性均明顯高于栽培稻,進一步證實了野生稻堪稱作物改良的“戰略資源庫”,可為培育抗病耐逆的水稻品種提供直接的基因來源;研究證明所有亞洲栽培稻的馴化位點均來源于粳稻祖先Or-Ⅲa,進一步證實亞洲栽培稻單起源假說,為持續數十年的學術爭議提供了關鍵證據。

研究還發現在南亞各栽培稻類群之間存在廣泛的基因交流,并由此定義了一個新的栽培稻亞群,成功繪制了一幅更全面的水稻進化和馴化路線圖。

責任編輯:王倩

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