有没有一款大米符合你理想中的“最佳米饭”？同一方水土可以种出不同口感、用途的稻米吗？在不久的将来，人们对于水稻种质的个性化需求，或许可能得到更加迅速的满足。
今天凌晨，国际顶级期刊《自然-遗传学》以封面文章，发表了上海科学家的一大创举——上海师范大学生命科学学院黄学辉团队开发了一款智能化的水稻基因定位导航系统，可以为水稻育种精准寻找到基因“解决方案”，从而开启了水稻育种的个性化“速达”时代。
水稻是全球三大主粮之一，人类驯化、栽种水稻有着8000多年的悠久历史。传统水稻育种往往需要十年、几十年，但随着人们对稻米的需求增加、种植地域的拓展，甚至气候变化带来的改变，都对水稻提出了新品种培育提速的迫切需求。
最近二十年，人们发现了大量的水稻基因信息，但这些基因的关键等位变异信息尚未被精准、系统地梳理过。经过多年努力，黄学辉团队收集了来自26个国家的404份包含各类稀有等位基因的实体种质库，系统、精准地绘制出了一张包含348个变异位点、562个等位基因的水稻分子图谱。在此基础上，研究团队开发出针对普通用户的RiceNavi网站平台，以及针对服务器用户的离线版RiceNavi软件包，能够为水稻设计育种提供遗传分析、选配指导和育种路线优化。
“这款智能化的水稻基因导航平台和软件包，为水稻遗传研究提供了全面的数量性状基因信息，建立了水稻分子设计育种新方法，有望为水稻新品种的快速培育提供技术支持。”黄学辉教授介绍，由于对所有水稻基因进行了深度“挖掘”，因此软件可以达到传统育种难以企及的“导航精度”。
比如，控制口感软糯的基因往往和植株倒伏、抗病弱等人们不想要的基因“锁”在一起，传统育种很难将其分开。但水稻基因导航系统却可以通过精准识别，打破这种基因连锁累赘。黄学辉解释，这就好比两个基因住在一条街上，却不一定是紧挨着的邻居。传统育种要改良一个性状，往往需要把这两个基因之间的街坊都捎带上。而更精准的导航识别相当于给了每个基因一个特异识别信号，帮助人们根据育种需求，精准找到满足条件的基因，从而设计出满足不同条件的育种路径。
目前，该研究成果已经在水稻育种中得到成功应用。团队科研人员将该平台应用于水稻主栽品种黄华占的遗传改良，仅用两年多的时间就实现了对其株型、香味、花期等性状的改进。
作为植物学领域的首个基因导航系统，该育种平台将有望使水稻设计选育与地图导航APP的使用一般直观、精确，为水稻遗传研究提供了全面的数量性状基因信息，为高产、优质、多抗水稻新品种的快速培育提供技术支持。黄学辉表示，目前水稻育种智能导航平台只是初步建立，未来研发团队还将加入新的知识和功能，对平台进行进一步优化，使之升级到2.0、3.0版。
图片来源：《自然》网站、研究组提供