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　　“以往研究水稻基因，闡明一個基因的功能就是一篇大成果，這次通過大協作，針對3010份種質資源進行如此大規模的集中測序，成果的突破是‘爆炸’性的，分量格外重。”聯合國糧農組織原助理總干事王韌給出了這樣的評價。北京時間4月26日凌晨，國際學術期刊《自然》以長文形式報道了由中國農業科學院作物科學研究所牽頭，聯合國際水稻研究所、上海交通大學、華大基因、深圳農業基因組研究所、安徽農業大學、美國亞利桑那大學等16家單位共同完成的“3010份亞洲栽培稻基因組研究”項目。

　　歷時7年，聯合中國、美國、法國和菲律賓4國科研力量，16家主要單位通力協作，這一由我國科學家領銜完成的水稻核心種質資源基因組測序成果，將為全球水稻的精準育種提供清晰便捷的“導航地圖”。

　　為水稻育種建立永久基因信息平臺

　　民以食為天，食以糧為先。預計到2050年，全球的稻米產量必須增加一倍才能滿足未來人口增加的需求，如何培育高產優質的水稻新品種一直是育種專家面臨的巨大挑戰。中國農科院作物科學研究所所長劉春明指出，傳統育種依賴于不同水稻品種長期的大規模稻田雜交和選擇實驗，科學家對調控水稻產量品質等性狀的基因“看不見摸不著”，導致育種效率低，育成一個新品種往往需要10年以上。

　　20世紀末，基因技術的引入讓弄清水稻的遺傳奧秘成為可能，但水稻基因組基因數量龐大，變異極為豐富，針對單個基因進行育種效率低、進展慢。科學家一直在思索：能不能一次性大規模地剖析所有水稻基因與性狀之間的對應調控關系，按照目標的不同，來設計并高效“制作”水稻新品種？

　　“3010份亞洲栽培稻基因組研究”由此應運而生。劉春明介紹，此前，科學家在單一參考水稻基因組中發現的基因數只有36000多個，通過本次研究，一下子發現了12000多個全長水稻新基因，極大地豐富了人類對水稻基因組的認識。項目組通過數據開放共享，將這些研究成果和種質資源向全世界發布，為水稻育種建立了一個永久的基因信息平臺，為育種專家樹立了精確的“導航牌”。國際水稻研究所首席科學家R.S.漢密爾頓評價：“利用本次研究成果的信息，從一個性狀發現到品種育成只需要短短幾年就可以實現。”

　　理清“家譜”為水稻起源正名

　　秈稻和粳稻是老百姓最為熟悉的兩種稻米類型。考古學家認為，亞洲栽培水稻中“秈”“粳”兩大亞種源于中國，早在2000多年前的漢代已被人們所認知，但秈、粳稻的起源和命名在國際上卻一直存有爭議。本次研究通過對3010份亞洲水稻種質資源的起源、分類和馴化規律的深入分析，為水稻的起源正了名。

　　黎志康介紹，日本學者加藤茂范于1928年將“秈”“粳”稱為indica和japonica，并一直沿用至今，“從拉丁文標注可以看出，兩個亞種用‘印度’和‘日本’來命名，帶有很深的殖民主義烙印，也錯誤地反映了秈、粳的親緣關系、地理分布和起源，是誤導。”

　　此前，我國老一輩著名水稻專家丁穎把秈稻定名為秈亞種，粳稻定名為粳亞種。在維基百科中也標注了粳稻。本次研究通過對水稻大量重要進化相關基因的分析發現，秈稻攜帶的很多基因不存在于粳稻中，粳稻的很多基因也不存在于秈稻中，此外，不同地理來源的水稻農家品種群體都帶有特異的基因家族。根據這些結果，科學家們繪制出了亞洲栽培稻的明晰“家譜”，首次提出了秈、粳亞種的獨立多起源假說，并恢復使用秈、粳亞種的正確命名。“我們不否定別的國家對水稻研究的貢獻，但我們也不能低估中國古人對水稻馴化育種過程中的努力和貢獻，而今我們非常堅定地證明，中國是最早的水稻起源地。”中國農業科學院作物科學研究所研究員張學勇說。

　　為育成特殊功能水稻奠定基礎

　　小小基因，記錄著與水稻的高產優質、美味香色以及與生長期、抗病抗蟲、耐旱耐澇、抗倒伏等所有性狀相關的遺傳信息。“我認為，本次研究成果使袁隆平等許多育種專家設計育種之夢的實現前進了一大步。”王韌說。

　　“利用本次項目的成果，育種專家可以培育許多創新種子。比如針對糖尿病人不能吃升糖快的糯米這一問題，可以利用基因技術培育出支鏈淀粉含量低、升糖慢的品種。而針對兒童缺乏維生素b族和微量元素的問題，也可以通過調控稻米的相關基因來培育某種維生素、微量元素含量高的種子。這些將為精細育種奠定基礎，大大提高育種效率。”

　　據中國農科院作物科學研究所研究員黎志康介紹，3010份水稻基因組測序的完成僅僅是一個開端，隨著分析的深入和更多數據的產生，包含水稻全部優良基因多樣性及其功能的數據庫必將更加龐大與精細，人們可以從中找到與任何性狀相關的關鍵基因并應用到育種實踐中。這將為開展水稻全基因組分子設計育種提供足夠的基因來源和育種親本精確選擇的遺傳信息，為培育高產、優質、多抗水稻新品種奠定基礎，為我國乃至全球農業研究水平帶來更大飛躍。

　　（本報記者 楊舒）