2018年1月16日，《自然-遺傳學(xué)》雜志在線發(fā)表了中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所和上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院黃學(xué)輝教授團(tuán)隊(duì)題為“Pan-genome analysis highlights the extent of genomic variation in cultivated and wild rice”（泛基因組分析揭示栽培稻和野生稻中基因組變異）的研究論文。該研究首次繪制了栽培稻-野生稻的泛基因組圖譜，系統(tǒng)鑒定了涵蓋各類群水稻的編碼基因集，其中很多新鑒定出的基因在各類群水稻中呈現(xiàn)出豐富的“存在-缺失”變異，研究成果以長(zhǎng)文形式發(fā)表。

水稻是我國(guó)重要的糧食農(nóng)作物。亞洲栽培稻及其祖先種普通野生稻存在多種類群，分布廣泛，可以適應(yīng)多樣的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)藝條件。水稻豐富的遺傳多樣性在馴化和現(xiàn)代育種中都發(fā)揮了重要的作用，并將成為應(yīng)對(duì)糧食需求增長(zhǎng)和環(huán)境變化進(jìn)行品種改良的關(guān)鍵資源。在之前的研究中，基因組的遺傳變異鑒定大多依賴于序列相似性來(lái)將短序列直接匹配到水稻參考基因組上，導(dǎo)致了基因組中高度多態(tài)性區(qū)域的信息丟失。同時(shí)，由于水稻豐富的遺傳多樣性，參考基因組“粳稻日本晴”不能涵蓋栽培稻和普通野生稻中所有的功能基因；比如，之前的水稻遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的耐水淹基因、磷高效基因等在“日本晴”等水稻品種中完全缺失。

為此，研究團(tuán)隊(duì)選取了66個(gè)來(lái)自不同水稻類群的栽培稻品種和野生稻株系，對(duì)它們進(jìn)行深度測(cè)序、從頭序列組裝和基因注釋分析，獲得了水稻各類群材料的精細(xì)基因組圖譜，鑒定出了水稻基因組中各類復(fù)雜的遺傳變異，發(fā)現(xiàn)很多功能基因存在有多種等位基因類型。此外，該研究系統(tǒng)鑒定到栽培稻和普通野生稻中幾乎飽和的編碼基因集及其在不同品種中的“存在-缺失”變異；其中新鑒定的很多編碼基因存在有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域，暗示可能存在一定的生物學(xué)功能。該研究成果將有助于精確發(fā)掘復(fù)雜農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵變異位點(diǎn)，有力推動(dòng)水稻的功能基因組學(xué)研究；此外，該研究將有助于育種家充分利用各類群水稻中豐富的遺傳變異，為進(jìn)一步提升我國(guó)水稻的產(chǎn)量潛力、抗逆特點(diǎn)等提供了重要的基礎(chǔ)信息。

論文通訊作者為黃學(xué)輝教授，第一作者為植生生態(tài)所趙強(qiáng)副研究員和馮旗副研究員。該項(xiàng)研究由中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所韓斌研究組、上海師范大學(xué)黃學(xué)輝研究組及中國(guó)水稻研究所魏興華研究組合作完成。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。

（看看新聞Knews記者：張幗霞 實(shí)習(xí)編輯：施如順）