上海科学家绘制出水稻泛基因组图谱 基因“导航地图”助力提升水稻产量

画出一个人的特征容易，要画出一群人的特征，就难了。基因组研究也是如此。尽管早在2002年，上海科学家就参与全球水稻基因组计划，获得了水稻“日本晴”的精细基因图谱，可水稻有千余个品种，“日本晴”又怎能以偏概全？经过多年努力，上海科学家再次发布成果：首次绘制出水稻泛基因组图谱，不仅找到了日本晴不具有的基因，还发现了以前从未发现过的新基因，以及等位变异。今天凌晨，该成果在《自然-遗传学》杂志上以长文形式发表。

水稻是我国重要的粮食农作物。亚洲栽培稻及其祖先种普通野生稻存在多种类群，分布广泛，可以适应多样的生态环境和农艺条件。水稻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。

在以前的研究中，基因组的遗传变异鉴定大多依赖于序列相似性来将短序列直接匹配到水稻参考基因组上，导致了基因组中高度多态性区域的信息丢失。同时，由于水稻丰富的遗传多样性，用来完成全球水稻基因组测序的参考基因组“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，以前水稻遗传学研究中发现的耐水淹基因、磷高效基因等在“日本晴”等水稻品种中完全缺失。

为此，中国科学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研究团队选取了66个来自不同水稻类群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有多种等位基因类型。

此外，该研究系统鉴定到栽培稻和普通野生稻中几乎饱和的编码基因集及其在不同品种中的“存在-缺失”变异；其中新鉴定的很多编码基因存在有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。该研究成果将有助于精确发掘复杂农艺性状的关键变异位点，有力推动水稻的功能基因组学研究；此外，该研究将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。

论文通讯作者为黄学辉教授，第一作者为植生生态所赵强副研究员和冯旗副研究员。该项研究由中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所韩斌研究组、上海师范大学黄学辉研究组及中国水稻研究所魏兴华研究组合作完成。

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