上海師范大學，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生命與環(huán)境科學學院黃學輝教授。

水稻是我國重要的糧食農作物。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，可以適應多樣的生態(tài)環(huán)境和農藝條件。水稻豐富的遺傳多樣性在馴化和現代育種中都發(fā)揮了重要的作用，并將成為應對糧食需求增長和環(huán)境變化進行品種改良的關鍵資源。

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，導致了基因組中高度多態(tài)性區(qū)域的信息丟失。同時，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，之前的水稻遺傳學研究中發(fā)現的耐水淹基因、磷高效基因等在“日本晴”等水稻品種中完全缺失。

為此，研究團隊選取了66個來自不同水稻類群的栽培稻品種和野生稻株系，對它們進行深度測序、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基因組圖譜，鑒定出了水稻基因組中各類復雜的遺傳變異，發(fā)現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錄產物和蛋白質功能結構域，暗示可能存在一定的生物學功能。該研究成果將有助于精確發(fā)掘復雜農藝性狀的關鍵變異位點，有力推動水稻的功能基因組學研究。

這項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，為進一步提升我國水稻的產量潛力、抗逆特點等提供了重要的基礎信息。


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

原文標題：

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