近日，記者從江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，由中國(guó)工程院院士顏龍安團(tuán)隊(duì)聯(lián)合河北大學(xué)教授杜會(huì)龍團(tuán)隊(duì)開展的稻屬泛基因組研究取得重要突破，成功繪制了全球首個(gè)稻屬最全超級(jí)泛基因組圖譜，相關(guān)成果在線發(fā)表于Nature子刊《NatureCommunications》上。此次研究共鑒定到栽培稻中尚未發(fā)現(xiàn)的63881個(gè)基因家族，使可利用的水稻基因規(guī)模擴(kuò)大了1.7倍，將極大促進(jìn)水稻種質(zhì)資源利用和突破性品種的選育工作。
研究人員介紹，泛基因組是一個(gè)物種中所有個(gè)體基因組信息的總和，構(gòu)建泛基因組可以有效解決單一參考基因組帶來的遺傳信息分析偏差問題。而超級(jí)泛基因組則代表一個(gè)屬內(nèi)所有物種的基因組信息，尤其蘊(yùn)含了野生種中豐富的基因組變異，是對(duì)泛基因組的進(jìn)一步擴(kuò)展，在遠(yuǎn)緣雜交和基因發(fā)掘等方面具有重要應(yīng)用前景。
研究人員表示，稻屬隸屬于禾本科的稻亞科，包括2個(gè)栽培稻種和21個(gè)野生稻種，其中，野生稻為栽培稻的近緣物種，是現(xiàn)代水稻品種遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新的基因?qū)殠?kù)，具有重要的挖掘價(jià)值。
此次研究高質(zhì)量測(cè)序組裝了來自亞洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲等地區(qū)的13個(gè)極具代表性的野生稻種基因組，包含6種異源四倍體和7種二倍體類型，并結(jié)合已公開的普通野生稻、亞洲栽培稻和非洲栽培稻基因組，構(gòu)建了包括101723個(gè)基因家族在內(nèi)的稻屬超級(jí)泛基因組。結(jié)合基因組注釋和RGAugury等多種方法，在稻屬中共鑒定到7048個(gè)抗病基因，其中栽培稻有237個(gè)抗病基因家族，野生稻有384個(gè)基因家族，揭示了“栽培稻的抗病基因傾向于成簇存在，而野生稻則主要以單個(gè)形式存在”的分布規(guī)律。除此之外，還在野生稻中鑒定到207個(gè)串聯(lián)重復(fù)基因，其中36個(gè)與產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)、生育期、營(yíng)養(yǎng)元素高效利用以及生物和非生物脅迫耐受性相關(guān)。
江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨委書記池澤新表示，該研究構(gòu)建的稻屬超級(jí)泛基因組極大擴(kuò)展了水稻遺傳改良的基因池，相當(dāng)于為水稻育種創(chuàng)新提供了一張新的“導(dǎo)航地圖”，能夠從古老種質(zhì)資源中挖掘急需的、有利的基因，為改良現(xiàn)代品種提供更加廣闊的空間。江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院將進(jìn)一步強(qiáng)化水稻種業(yè)創(chuàng)新基礎(chǔ)研究，深入開展野生稻資源挖掘和種質(zhì)創(chuàng)新，加快推進(jìn)稻屬超級(jí)泛基因組圖譜、野生稻有利基因克隆等一批創(chuàng)新性成果，在水稻精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種中的應(yīng)用，為水稻種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。
