我国科学家成功绘制“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”

新华社记者 张建松

记者从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，中心韩斌院士团队完成145份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装，成功绘制了迄今为止分辨率最高的“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”。

野生稻-栽培稻泛基因组图谱。中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图

4月16日，国际权威学术期刊《自然》（Nature）在线发表了相关研究论文。这是韩斌院士团队继2012年全面解析水稻驯化路线、2018年构建首个栽培稻-野生稻泛基因组草图之后，在水稻基因组研究和进化领域取得的又一项重大突破，对未来保障粮食安全具有重要意义。

韩斌介绍，亚洲栽培稻是全球数十亿人的主粮，其驯化历史可追溯至一万年前的普通野生稻。如何将野生稻历经万年锤炼的“生存智慧”注入现代品种，培育出兼具高产潜力与抗病抗逆特性的“超级水稻”，是破解粮食安全困局的重大课题。急需构建一个高质量、大规模的野生稻泛基因组，深度解析其广泛的多样性，全面挖掘其耐逆、抗病等优良性状的遗传变异宝库。

研究团队整合了具有代表性的129份普通野生稻和16份亚洲栽培稻资源，进行高质量的基因组测序和从头组装，构建了一个可以覆盖野生稻和栽培稻全面遗传景观的泛基因组图谱。

与原有公认的单个参考基因组相比，“栽培稻-野生稻泛基因组”新增了38.7亿个碱基对，共包含69531个基因，其中近20%为野生稻特有，这些基因被证实与抗病防御、环境适应性等性状密切相关。

深入研究发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，进一步证实了野生稻堪称作物改良的“战略资源库”，可为培育抗病耐逆的水稻品种提供直接的基因来源；研究证明所有亚洲栽培稻的驯化位点均来源于粳稻祖先Or-Ⅲa，进一步证实亚洲栽培稻单起源假说，为持续数十年的学术争议提供了关键证据。

研究还发现在南亚各栽培稻类群之间存在广泛的基因交流，并由此定义了一个新的栽培稻亚群，成功绘制了一幅更全面的水稻进化和驯化路线图。