上海師范大學(xué)，中科院上海植物生理生態(tài)研究所的研究人員發(fā)表了題為“Pan-genome analysis highlights the extent of genomic variation in cultivated and wild rice”的文章，首次繪制了栽培稻-野生稻的泛基因組圖譜，系統(tǒng)鑒定了涵蓋各類群水稻的編碼基因集，其中很多新鑒定出的基因在各類群水稻中呈現(xiàn)出豐富的“存在-缺失”變異。

這一研究通過泛基因組分析揭示栽培稻和野生稻中基因組變異，相關(guān)成果以長文形式發(fā)表在Nature Genetics雜志上。文章的通訊作者為上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院黃學(xué)輝教授。

水稻是我國重要的糧食農(nóng)作物。亞洲栽培稻及其祖先種普通野生稻存在多種類群，分布廣泛，可以適應(yīng)多樣的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)藝條件。水稻豐富的遺傳多樣性在馴化和現(xiàn)代育種中都發(fā)揮了重要的作用，并將成為應(yīng)對糧食需求增長和環(huán)境變化進(jìn)行品種改良的關(guān)鍵資源。

在之前的研究中，基因組的遺傳變異鑒定大多依賴于序列相似性來將短序列直接匹配到水稻參考基因組上，導(dǎo)致了基因組中高度多態(tài)性區(qū)域的信息丟失。同時(shí)，由于水稻豐富的遺傳多樣性，參考基因組“粳稻日本晴”不能涵蓋栽培稻和普通野生稻中所有的功能基因；比如，之前的水稻遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的耐水淹基因、磷高效基因等在“日本晴”等水稻品種中完全缺失。

為此，研究團(tuán)隊(duì)選取了66個(gè)來自不同水稻類群的栽培稻品種和野生稻株系，對它們進(jìn)行深度測序、從頭序列組裝和基因注釋分析，獲得了水稻各類群材料的精細(xì)基因組圖譜，鑒定出了水稻基因組中各類復(fù)雜的遺傳變異，發(fā)現(xiàn)很多功能基因存在有多種等位基因類型。

此外，該研究系統(tǒng)鑒定到栽培稻和普通野生稻中幾乎飽和的編碼基因集及其在不同品種中的“存在-缺失”變異；其中新鑒定的很多編碼基因存在有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域，暗示可能存在一定的生物學(xué)功能。該研究成果將有助于精確發(fā)掘復(fù)雜農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵變異位點(diǎn)，有力推動(dòng)水稻的功能基因組學(xué)研究。

這項(xiàng)研究研究將有助于育種家充分利用各類群水稻中豐富的遺傳變異，為進(jìn)一步提升我國水稻的產(chǎn)量潛力、抗逆特點(diǎn)等提供了重要的基礎(chǔ)信息。


水稻各類群材料中編碼基因的系統(tǒng)鑒定和存在-缺失變異分析

原文標(biāo)題：

Pan-genome analysis highlights the extent of genomic variation in cultivated and wild rice