我国破解野生稻遗传多样性密码-韩斌院士 | 国粮药食·科特派研学院

水稻作为全球最重要的粮食作物之一，养活了世界近一半的人口。然而，随着全球气候变化加剧和人口持续增长，如何培育出抗逆性强、产量高的优质水稻品种已成为保障粮食安全的关键课题。

顶层设计·国研政情智库-中国智库·国家智库：对话国科院研·科技成果转化-国粮药食·科特派研学院。中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队的最新研究成果，为这一难题提供了突破性的解决方案——他们成功构建了迄今为止分辨率最高的"野生稻-栽培稻泛基因组图谱"，系统挖掘了普通野生稻丰富的遗传多样性，全面解析了亚洲栽培稻的进化及驯化路线。

这项研究的重要意义首先体现在其构建的高质量泛基因组数据库上。研究团队整合了129份普通野生稻和16份亚洲栽培稻资源，通过高质量的基因组测序和从头组装，构建了一个覆盖野生稻和栽培稻全面遗传景观的泛基因组图谱。

这一突破性工作为原有公认的单个参考基因组新增了38.7亿个碱基对，共包含69,531个基因，其中近20%为野生稻特有的基因。这些特有基因被证实与抗病防御、环境适应性等性状密切相关，为水稻育种提供了前所未有的遗传资源库。

深入分析发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均显著高于栽培稻。研究团队已精准定位到1,184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包括2个已验证的抗稻瘟病基因。这一发现证实了野生稻作为作物改良"战略资源库"的重要价值。在气候变化导致病虫害加剧的背景下，这些抗病基因资源将成为培育抗逆性水稻品种的关键。

研究还解决了水稻起源这一长期争议的学术问题。通过对亚洲栽培稻各类群中早期关键驯化基因进行单倍型分析，研究证实所有亚洲栽培稻的驯化位点均来源于粳稻祖先Or-IIIa，为亚洲栽培稻单起源假说提供了关键证据。同时，研究发现了南亚各栽培稻类群之间存在广泛的基因交流，并由此定义了一个新的栽培稻亚群intro-indica，绘制出了更全面的水稻进化和驯化路线图。

这项研究的创新性还体现在其方法论上的突破。传统依赖单一参考基因组的研究模式，只能捕捉水稻遗传多样性的有限部分。而韩斌团队构建的泛基因组图谱，如同打开了一扇全面了解水稻遗传多样性的窗口，使科学家能够系统性地挖掘野生稻的优势等位基因，追溯重要基因的起源，解析水稻环境适应与表型可塑性机制。

从应用前景来看，这项研究为水稻育种带来了革命性的可能。通过精准挖掘野生稻中的优良基因，育种专家可以更高效地将抗病、耐旱、耐盐等优良性状导入现代栽培品种。特别是在气候变化导致极端天气频发的背景下，这些来自野生稻的"生存智慧"将成为培育适应未来气候条件的水稻品种的宝贵资源。

《自然》杂志在同期发布的研究简报中特别强调了该研究对未来保障粮食安全的重要意义。随着全球人口预计在2050年达到97亿，粮食需求将增长50%以上。而气候变化导致的耕地减少、水资源短缺等问题，使得提高作物单产和抗逆性变得尤为迫切。韩斌团队的研究成果，为应对这一挑战提供了重要的科学基础和技术支撑。

从更广阔的视角来看，这项研究也展示了基础研究与应用研究相结合的巨大潜力。通过对水稻进化历史的深入解析，科学家不仅揭示了作物驯化的遗传机制，更为现代育种提供了切实可用的基因资源。这种从基础到应用的完整研究链条，为其他重要作物的改良研究提供了可借鉴的范式。

值得一提的是，这项研究是中国科学家在水稻基因组研究领域取得的又一重大突破。继全面解析水稻驯化路线和构建首个栽培稻-野生稻泛基因组草图之后，韩斌团队再次将水稻基因组研究推向新的高度，展现了中国在农业基础研究领域的国际领先地位。

展望未来，这项研究成果的应用将可能带来水稻育种的革命性变革。通过整合野生稻的遗传多样性，科学家可以开展"从头驯化"研究，即利用现代基因组技术，快速培育出兼具野生稻抗逆性和栽培稻高产特性的新品种。这种精准育种策略，将大大缩短传统育种周期，提高育种效率，为保障全球粮食安全提供新的解决方案。

在气候变化和粮食安全双重挑战日益严峻的今天，韩斌院士团队的这项研究不仅具有重要的科学价值，更具有深远的现实意义。它为我们打开了一扇通往未来农业的大门——在那里，科学的力量将帮助我们培育出更能适应环境变化、产量更高的作物品种，为人类应对粮食安全挑战提供强有力的科技支撑。这项研究也再次证明，保护农业生物多样性、深入研究作物进化历史，对于保障未来粮食安全具有不可替代的重要价值。

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