華中農大張啟發院士PNAS發布水稻研究重要成果

　　來自華中農業大學的研究人員報告稱，他們通過分析1479個水稻品種繪制出基因組變異圖譜，揭示出了水稻改良的育種標簽。這一重要的研究成果發布在9月10日的《美國國家科學院》（PNAS）雜志上。

　　華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室主任張啟發(Qifa Zhang)院士及練興明(Xingming Lian)教授是這篇論文的共同通訊作者。張啟發院士是國際著名的植物遺傳和分子生物學家，其長期致力于水稻基因組研究，旨在通過植物基因組分析、重要基因的分離克隆、雜種優勢的遺傳和分子基礎、作物品種資源的分子評估及應用分子生物學技術進行水稻改良。被譽為“中國轉基因水稻第一人”。

　　水稻是世界上最重要的糧食作物之一。在過去的50年里水稻尤其是秈稻（indica ）的改良取得了一些里程碑式的成果。其中一項重大的突破是在上世紀的五六十年代中國及國際水稻研究所（IRRI）開發出了一系列半矮桿水稻品種，促成了水稻的“綠色革命”。自那時起，半矮桿成為了幾乎所有現代水稻品種的一個基本特征。基于半矮桿品種，科學家們進而又改良了其他的一些性狀，例如非生物脅迫抗性、廣泛的生物脅迫抗性及更好的稻米品質。另一個重要的突破是利用雜種優勢，促成了自上世紀70年代以來大規模地采用雜交水稻。

　　近年來的基因組研究鑒別出了大量在水稻馴化過程中經過選擇的基因位點。但目前仍少有研究鑒別由于育種經歷選擇的基因位點或基因組區域。下一代測序技術使得能夠以相對較低的成本測試大量的水稻品種，為調查作物改良史中受到選擇的基因組區域提供了機會。同時，全基因組關聯研究（GWAS）為分析復雜性狀的遺傳結構提供了一種有效的方法，使得能夠鑒別出一些候選基因進一步改良一些農藝重要性狀。

　　在這篇文章中研究人員報告稱，他們分析了來自73個國家1,479個水稻品種，包括一些地方品種和現代栽培種的低覆蓋測序數據。他們在秈稻亞種中鑒別出了兩大主要的亞群indica I (IndI)和indica II (IndII)，其對應獨立育種工作生成的兩個雜種優勢類群。研究人員檢測到了跨越7.8%水稻基因組，在IndI和IndII之間受到不同選擇的200個區域，將它們稱之為育種標簽。這些區域包括GWAS研究揭示的、與重要農藝性狀相關的許多已知功能基因及基因位點。糧食產量與品種中育種標簽的數量呈正比，表明了一個品系中的育種標簽數量或許可用于預測水稻的農藝潛力，選出的基因位點或可為科學家們提供一些水稻改良的靶點。