图普通野生稻和亚洲栽培稻泛基因组及进化分析
在国家自然科学基金项目（批准号：32388201）等资助下，中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队完成了145份亚洲栽培稻及普通野生稻的参考基因组级别的基因组组装，绘制了高质量“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”，系统挖掘了普通野生稻广泛的遗传多样性。研究成果以“A pangenome reference of wild and cultivated rice（野生和栽培稻精细泛基因组图谱）”为题，于2025年4月16日在线发表于《自然》(Nature)。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-08883-6。
亚洲栽培稻（Oryza sativa L.）是全球数十亿人的主粮作物。栽培稻的祖先，普通野生稻（Oryza rufipogon），在长期自然选择过程中形成了优异的抗病耐逆特性，是栽培稻育种的重要遗传资源。在全球人口增长和气候变化加剧的双重挑战下，利用野生稻的基因资源改良栽培稻，设计兼具高产与逆境适应能力的水稻品种，是应对粮食安全问题的重要途径之一。然而，现有的基因组研究主要集中在栽培稻，野生稻种质资源的泛基因组研究仍显不足，这严重制约了其基因资源的深度挖掘与高效利用。
研究团队广泛收集野生稻资源，系统整合了129份具有代表性的普通野生稻和16份亚洲栽培稻材料，构建了一个能够充分覆盖野生稻和栽培稻遗传景观的泛基因组（pangenome）图谱。该泛基因组相比单一参考基因组（IRGSP 1.0），新增了38.7亿个碱基对，共包含69531个基因，其中近20%为野生稻特有基因。分析发现野生稻的特有基因与抗病防御和环境适应性等性状密切相关。研究人员发现野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，并精准定位到1184个野生稻区别于栽培稻的抗病基因位点，为培育抗病耐逆的水稻品种提供了宝贵的基因资源。同时，通过信息学分析，本研究进一步支持了亚洲栽培稻的中国单起源假说，绘制了一副较为完整的水稻演化和驯化路线图。这一成果有效弥补了野生稻和栽培稻基因组学研究的缺口，为水稻种质资源创新提供了重要的遗传学基础。未来，研究团队将进一步挖掘野生稻优异等位基因，追溯重要农艺性状基因的起源，为精准培育抗逆性强、资源利用率高、产量潜力大的水稻新品种奠定基础。