記者從中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心獲悉，該中心韓斌院士團(tuán)隊通過研究，首次完成了145份亞洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因組組裝，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”，系統(tǒng)挖掘了普通野生稻廣泛的遺傳多樣性，并全面解析了亞洲栽培稻各類群的進(jìn)化及馴化路線。這項研究為水稻基因組輔助育種提供了前所未有的遺傳資源，為培育抗病耐逆、適應(yīng)氣候變化的優(yōu)質(zhì)水稻品種奠定了堅實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。該科研成果于北京時間4月16日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表。

　　亞洲栽培稻是全球數(shù)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。面對全球人口增長和氣候變化加劇的雙重壓力，如何將野生稻歷經(jīng)萬年錘煉的“生存智慧”注入現(xiàn)代品種，培育出兼具高產(chǎn)潛力與抗病抗逆特性的“超級水稻”已成為破解糧食安全困局的重大課題。然而，傳統(tǒng)依賴單一參考基因組的研究模式僅能捕捉水稻遺傳多樣性的冰山一角。因此，需要構(gòu)建一個高質(zhì)量、大規(guī)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(yōu)良性狀的遺傳變異寶庫。

　　中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌研究團(tuán)隊整合具有代表性的129份普通野生稻和16份亞洲栽培稻資源，進(jìn)行高質(zhì)量的基因組測序和從頭組裝，構(gòu)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。這也是該研究團(tuán)隊繼全面解析水稻馴化路線和構(gòu)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(jìn)化領(lǐng)域取得的又一項重大突破。

　　這一參考基因組級別的栽培稻-野生稻泛基因組為原有公認(rèn)的單個參考基因組新增了38.7億個堿基對，包含69531個基因，其中近20%為野生稻特有的，這些基因被證實(shí)與抗病防御、環(huán)境適應(yīng)性等性狀密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，野生稻中的抗病基因豐度和多樣性均明顯高于栽培稻，已精準(zhǔn)定位到1184個野生稻中拷貝數(shù)高于栽培稻的抗病基因位點(diǎn)，其中包含2個已驗(yàn)證的抗稻瘟病基因。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了野生稻堪稱作物改良的“戰(zhàn)略資源庫”，可以為培育抗病耐逆的水稻品種提供直接的基因來源。

　　基于高質(zhì)量的基因組序列，對亞洲栽培稻各類群中的早期關(guān)鍵馴化基因進(jìn)行單倍型分析，證明所有亞洲栽培稻的馴化位點(diǎn)均來源于粳稻祖先Or-IIIa，進(jìn)一步證實(shí)了亞洲栽培稻單起源假說，為持續(xù)數(shù)十年的學(xué)術(shù)爭議提供了關(guān)鍵證據(jù)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)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intro-indica，成功繪制了一幅全面的水稻進(jìn)化和馴化路線圖。

　　綜上所述，這項研究構(gòu)建了一個近飽和的野生稻泛基因組數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了野生稻遺傳資源的系統(tǒng)性整合，有效彌合了野生稻和栽培稻基因組學(xué)研究的差距。科學(xué)家可據(jù)此精準(zhǔn)挖掘野生稻優(yōu)勢等位基因，追溯重要基因的起源，解析水稻環(huán)境適應(yīng)與表型可塑性機(jī)制。在糧食安全日益嚴(yán)峻的當(dāng)下，這項研究為實(shí)現(xiàn)水稻快速從頭馴化、精準(zhǔn)培育抗逆性強(qiáng)、資源利用率高、產(chǎn)量突破的新品種提供了關(guān)鍵的基因資源。

　?。偱_央視記者 帥俊全 褚爾嘉）