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上海生科所Nature基因组研究新成果
近日来自中科院上海生命科学研究院、日本国立遗传学研究所和中国农业科学院的研究人员通过绘制水稻基因组变异图谱揭示栽培稻(cultivated rice)的起源，相关论文“A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice”发表在10月3日的《自然》(Nature)杂志上。
领导这一研究的是中科院上海生命科学研究院水稻基因组研究项目专家组组长和国家基因研究中心主任韩斌。
栽培稻是在全球广泛种植，作为人类营养源最重要的谷物之一，被认为是数千年前由普通野生稻(Oryza rufipogon)驯化而成。普通栽培稻(O. sativa)和普通野生稻之间在广泛的形态学和生理性状上显示出差异。尽管水稻是一种重要的谷类和植物生物学模型系统，对于栽培稻的进化起源和驯化过程长期以来受到争论。关于水稻驯化的谜题包括栽培稻的地理起源、作为直接野生祖先的普通野生稻种类，以及栽培稻的两个亚种籼稻(indica)和粳稻(japonica)是来自一个或是多个驯化。
多年来科学家们展开了广泛的遗传和考古研究调查水稻的种系发生关系，研究了水稻驯化的人口统计历史。分子系统进化分析表明籼稻和粳稻独立起源。然而水稻中确定特征的驯化基因被发现固定在具有相同等位基因的两个亚种中，表明支持单一的驯化起源。近期，一项来自630个基因片段的单核苷酸多态 (SNPs)人口统计分析表明了水稻的单一驯化起源。另一方面，栽培稻和野生稻的全基因组数据群体遗传学分析往往表明籼稻和粳稻的基因组似乎普遍是独立起源的，但许多具有驯化等位基因的基因组片段却或许只起源一次。尽管取得了这些研究进展，仍需要更广泛的抽样以及种群范围全基因组测序进一步阐明水稻驯化的进化历史。对驯化位点附近单体型结构的深入研究将对评估基因渗入的方向起至关重要的作用。
在这篇文章中，研究人员获得了来自446个地理上不同的普通野生稻和1,083个栽培籼稻和粳稻品种的基因组序列，构建出了一个全面的水稻基因组变异图谱。在搜索选择标记的过程中，研究人员确定了55个在驯化过程中发生的选择性清除(selective sweep)。对于驯化清除和全基因组模式的深入分析揭示粳稻是大约在华南的珠江中部地区首先从普通野生稻的一个特殊物种驯化而成，籼稻是随后由粳稻与当地野生稻杂交形成，作为最初的栽培种传播到东南亚和南亚。这些驯化相关的性状通过高分辨率遗传图谱获得了分析。
新研究为水稻育种提供了一个重要的资源，并为作物驯化研究提供了有效的基因组学方法。
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