山东
IT之家 4 月 17 日消息，据央视新闻报道，中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队通过研究，首次完成了 145 份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装，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”，系统挖掘了普通野生稻广泛的遗传多样性，并全面解析了亚洲栽培稻各类群的进化及驯化路线。
这项研究为水稻基因组辅助育种提供了前所未有的遗传资源，为培育抗病耐逆、适应气候变化的优质水稻品种奠定了坚实的科学基础。
亚洲栽培稻（Oryza sativaL.）作为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（Oryza rufipogon）。面对全球人口增长和气候变化加剧的双重压力，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”已成为破解粮食安全困局的重大课题。
然而，传统依赖单一参考基因组的研究模式，如同“以管窥天”，仅能捕捉水稻遗传多样性的冰山一角。因此，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。
韩斌研究团队整合具有代表性的 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（pangenome）图谱。这也是该研究团队继全面解析水稻驯化路线和构建首个栽培稻-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。
▲形态丰富的野生稻（左）与栽培稻（右）稻穗对比展示
这一参考基因组级别的栽培稻-野生稻泛基因组为原有公认的单个参考基因组新增了 38.7 亿个碱基对，共包含 69,531 个基因，其中近 20% 为野生稻特有的，这些基因被证实与抗病防御、环境适应性等性状密切相关。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，已精准定位到 1,184 个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包含 2 个已验证的抗稻瘟病基因。这些发现进一步证实了野生稻堪称作物改良的“战略资源库”，可以为培育抗病耐逆的水稻品种提供直接的基因来源。
基于高质量的基因组序列，对亚洲栽培稻各类群中的早期关键驯化基因进行单倍型分析，证明所有亚洲栽培稻的驯化位点均来源于粳稻祖先 Or-IIIa，进一步证实了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。此外，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 intro-indica，成功绘制了一副更全面的水稻进化和驯化路线图。
▲野生稻和栽培稻泛基因组图谱
综上所述，这项研究构建了一个近饱和的野生稻泛基因组数据库，实现了野生稻遗传资源的系统性整合，有效弥合了野生稻和栽培稻基因组学研究的差距。科学家可据此精准挖掘野生稻优势等位基因，追溯重要基因的起源，解析水稻环境适应与表型可塑性机制。
在粮食安全日益严峻的当下，这项研究为实现水稻快速从头驯化、精准培育抗逆性强、资源利用率高、产量突破的新品种提供了关键的基因资源。《自然》（Nature）杂志同期发布的研究简报（Research Briefing）“Unlocking the diversity of wild and domesticated rice”，强调了该研究在未来保障粮食安全方面的重大意义。
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