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84農業網 時間：2018-03-14 作者：佚名 來源：網絡整理
水稻的起源一直是眾多研究者孜孜追求的斯芬克斯之謎。最近，中國科學家在這個領域中又有了最新的研究成果。2011年12月11日，國際著名雜志《自然生物技術》（NatureBiotechnology）在線發表了中國科學院昆明動物研究所等機構的研究人員的最新研究成果：50個水稻基因組重測序及遺傳變異數據庫構建，研究結果為揭示兩種栽培稻的起源馴化歷史提供了迄今最大數據量的基因組學證據。中國科學院昆明動物研究所研究員王文和他的研究團隊，通過深度測序一批代表性亞洲野生稻和栽培稻的基因組，深度分析了亞洲栽培稻的起源歷史，結果支持粳稻和秈稻有獨立起源的結論。而且粳稻很可能馴化于我們長江中下游的多年生野生稻。王文告訴《中國科學報》。此項研究在全球范圍內首次對栽培稻和野生稻基因組進行大規模的遺傳變異分析，為深入挖掘水稻重要農藝性狀基因及促進水稻分子育種改良等研究提供了寶貴的基因資源。揭秘水稻起源水稻是人類最早馴化的作物之一。栽培稻有兩個亞種，顆粒較短的粳稻和顆粒較長的秈稻。粳稻主要生長分布于中國北部、日本、韓國等高緯度地區。而秈稻主要生長分布在中國南部、東南亞、印度等低緯度地區。兩種栽培水稻的起源和演化，一直是進化生物學家、歷史學家和考古學家等多年來努力求索的問題。水稻在從野生稻馴化到栽培稻的過程中，在形態和生理上發生了巨大的變化，但這一馴化過程的遺傳機制和基因組進化模式尚不清楚。同時粳稻和秈稻的起源多年來一直存在爭議。王文告訴《中國科學報》。有學者認為，兩種家養稻是獨立起源的。它們分別由不同地區的不同人群，在不同地點馴化而成。而另有學者則持不同觀點，他們認為，兩種家養稻是一次起源的，它們的存在只是馴化后物種適應不同的地理環境的結果。兩派學者各持證據，一直以來未有定論。據王文介紹，在這項研究中，他們選取了具有代表性的40個栽培稻品系和10個不同地理來源的野生稻進行了全基因組重測序研究，找到了近1500萬個單核苷酸多態位點（SNPs），其中650萬為高可靠度的SNPs，以及一大批基因組結構變異。基于這些遺傳變異數據，我們更加全面地了解了水稻全基因組的遺傳變異特征。同時，對種群結構和系統進化分析結果也讓我們從全基因水平上追溯了水稻的馴化歷史。我們的研究成果證明秈稻和粳稻的起源的確是獨立的，粳稻可能起源于中國普通野生稻，秈稻則可能是在東南亞地區馴化的。王文告訴《中國科學報》。與此同時，研究人員發現了數千個與人工選擇相關的候選基因。這就像是給水稻育種專家們列出一個基因清單。其中有些基因與水稻的農藝性狀具有重要的相關性，而大部分基因的功能目前還不清楚，有待于研究工作的進一步展開。王文說，我們希望能從基因組水平上解析不同栽培和野生稻基因組序列的遺傳變異情況，以利于培育高產、優質和抗逆的水稻新品種，提高育種技術和水平。從新基因到基因組作為首席科學家，王文的這項研究得到了973項目人工選擇與基因組進化的支持。王文的研究緊扣基因的進化和起源這一重大科學問題。經過幾年探索，華人科學家發展出了一套研究新基因起源和進化的體系，將基因起源和發生的研究推到了一個新高度。而此前，世界上僅零星知道幾個年輕的基因。通過系統搜尋，王文和他的團隊已鑒別到了一大批年輕基因，包括猴王（monkeyking）基因、一個年輕的RNA基因sphinx（斯芬克斯）基因、一個控制精子成熟的nsr基因和一個平衡生殖與壽命的CG11700基因。這些年輕基因的發現和功能研究為在自然物種中新遺傳結構的起源進化提供了系統的闡釋。[pagebreak]而在未來幾年里，我們將主要圍繞基因組中新基因及其新功能的起源進化和基因組的進化機制進行研究。王文說。在王文看來，家養動物和栽培作物是農業生產的重要物質基礎。但長期以來，人們對于人工選擇的遺傳機制和在人工選擇下基因和基因組的變化、進化規律依然知之甚少，甚至比我們對自然選擇機制的了解還少。近年來隨著基因組數據的大量積累和進化基因組學研究理論和技術的發展，現在中國科學家已經可以在基因組的大尺度水平系統研究人工選擇的遺傳作用機制。我們的研究正是通過對馴養生物及其野生種基因組水平的大規模比較分析，定義受人工選擇作用的大量基因和基因組區域，歸納總結人工選擇作用的遺傳機制和一般規律，鑒別出一批與人工選擇性狀相關的重要基因，為遺傳和基因工程育種提供重要的理論指導和基因資源。王文說，未來，我們將把對水稻基因組的研究推廣到其他物種。比如豬牛羊等家養動植物，這將與中國未來農業和糧食安全息息相關。
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