基因组所合作研究揭开两种家养水稻起源进化“篇章”

2011-6-14 10:33 来源: 中国科学院
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  6月9日,在最新一期的PLOS Genetics上,来自中国科学院北京基因组研究所的吴仲义研究员和中山大学施苏华教授发表了合作研究文章《水稻基因组两种进化历史:驯化基因的角色》(Two Evolutionary Histories in the Genome of Rice: the Roles of Domestication Genes),揭开了两种家养稻起源进化的重要篇章。

  水稻是最重要的粮食作物之一,供养着超过三分之一的世界人口。在我国及周边很多亚洲国家,水稻是关乎国家民生大计的重要命脉。而目前,家养稻共分为粳稻和籼稻两种品系。粳稻主要生长分布于中国北部、日本、韩国等高纬度地区。而籼稻主要生长分布在中国南部、东南亚、印度等低纬度地区。水稻是人类从打猎采集的生活状态转到农业栽种的过程中,被人类驯化培育的重要植物物种。两种家养水稻的起源和演化,一直是进化生物学家、历史学家和考古学家所关心的热点问题。

  通过分子生物学和形态学的研究,有学者认为,两种家养稻是独立起源的。它们分别由不同地区的不同人群,在不同地点驯化而成。而另有学者则持不同观点,他们认为,两种家养稻是一次起源的,它们的存在只是驯化后物种适应不同的地理环境的结果。两派学者各持证据,一直以来未有定论。

  利用新一代的测序技术,基因组所及中山大学研究人员发现,水稻全基因组绝大多数基因都支持了其独立起源的历史,两种家养稻似乎都是从野生群体里独立培育出来的。然而,当研究人员分析那些受过人工选择的重要基因区段时却发现,两种家养稻的基因及其类似很多重要的农业经济性状看起来是一次起源的。

  研究者认为,当一种重要的农业经济性状在一种家养稻中出现时,古代育种专家就通过杂交,把相对应的基因区段,“借鉴“或”拷贝”到另外一个物种里,从而使得另外一个品种也具备了人们所想要的表型(例如,种子不容易落粒等)。古代人们的这种相互“克隆”和“盗版”,勾画了人类重要农业经济性状基因的演化历程。该研究结果,在支持学界的两种理论的同时,也统一了上述两种假说。

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