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中国科学家牵头绘制精细水稻基因图谱 恢复“中国味”命名

2018-04-26 08:15:07 澎湃新闻

  韦朝春提到,“以前大家可能认为核心基因很重要,而分散式基因不是必须的,但我们测试发现,大部分育种专家认为很重要的、和产量等相关的基因并不是核心基因,而是分布式的。”

  这份信息更加丰富的基因数据库终极受益者是育种研究。据韦朝春介绍,在他们的泛基因数据库中,“你给我一个品种列表,我可以把这些品种共有的基因、特有基因都可以给你列出来,反过来你根据你的育种目的给我一个基因列表,我的泛基因组数据库可以告诉你有这些基因的品种有哪些。”这些工作只需要数秒钟时间就能完成,这在传统育种工作中是无法想象的。

  此前传统育种主要是依靠水稻表型来作为选择依据,现阶段分子育种技术则是从基因组层面来确定目标性状,因其同时满足效率和安全(相对于转基因育种)的要求而备受科学界推崇。

  值得一提的是,韦朝春还提到一个小细节。其团队在2013年加入该项研究,而这一项目的测序工作实际上早就结束,但海量的数据分析却面临技术瓶颈。“所有的测序初始数据有15T,在5年前的条件下,光这些数据从他们的机器拷下来再拷到我们的机器上,加上反复检查等因素,前前后后足足花了近半年时间。”

  坚持恢复“中国味”命名方式

  在水稻研究领域中,育种之外另一大关注焦点是其起源。

  中国水稻研究的奠基人丁颖曾极力主张水稻原产中国。此番论文中也提到,亚洲栽培水稻中“籼”、“粳”两大亚种早在2000多年前的汉代已被人们所认知。丁颖也特意把籼稻定名为籼亚种,粳稻定名为粳亚种。

  但籼/粳稻的起源和命名在国际上一直极具争议。

  1928年,日本学者加藤茂范通过杂交等手段发现了籼稻和粳稻的区别。然而,加藤随后把籼稻称为“印度型” (Oryza sativaL. subsp. indicaKato),把日本栽培极广的粳稻称为“日本型” (Oryza sativaL. subsp. japonicaKato)。自此,籼稻和粳稻在国际上就一直沿用“indica”和“japonica”命名至今。

  研究团队认为,这两个亚种用“印度”和“日本”来命名,很容易使人误解籼粳的亲缘关系、地理分布和起源。

  研究团队在这项研究中对亚洲栽培稻群体的结构和分化进行了更为细致和准确的描述和划分,由传统的5个群体增加到9个。分别是东亚(中国)的籼稻、南亚的籼稻、东南亚的籼稻和现代籼稻品种等4个籼稻群体,东南亚的温带粳稻、热带粳稻、亚热带粳稻等3个粳稻群体、以及来自印度和孟加拉的Aus和香稻。

  另外,通过对大量和驯化进化相关基因的单倍型和泛基因组分析发现,籼稻携带的很多基因不存在于粳稻中,粳稻的很多基因也不存在于籼稻中。此外,不同地理来源的水稻农家品种群体都带有特异的基因家族。

  根据这些结果,研究团队首次提出了籼、粳亚种的独立多起源假说,并恢复使用籼 (Oryza sativasubsp. xian)、粳(Oryza sativasubsp. geng)亚种的正确命名。

  据韦朝春透露,因为命名问题,《自然》编辑及文章审稿人曾多次和研究团队沟通,起初并不认可这种修正。“但黎志康老师坚持要把之前的误导性命名改过来,最终说服了对方。”

  研究团队认为,正确命名使得中国源远流长的稻作文化得到正确认识和传承。

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编辑:刘云

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