中国科学家团队建立水稻遗传解析新体系
发布时间：2024-11-16 16:41:57 来源: sp20241116
中新网 上海7月5日电 (记者 许婧)上海师范大学生命科学学院黄学辉教授团队的最新研究成果在国际上首次揭示了水稻重要基因的网络，有望为提高水稻的产量和品质提供基因网络信息。
这一重要研究成果5日以《通过"混血杂交"群体的组学研究揭示水稻性状的遗传构架》(Genomic investigation of18,421 lines reveals the genetic architecture of rice)为题，发表在国际著名学术期刊《科学》(Science)上。
黄学辉当日受访时介绍：“我们团队把来自全球各地的水稻与中国的主栽水稻品种进行杂交‘混血’，创制了一万八千份水稻‘混血儿’，这些‘混血儿’在表型上千差万别，从这些表型出发，我们搞清楚了微观的基因和宏观的性状之间的联系，通过实验材料和方法的革新，为水稻高产、优质、多抗提供了宝贵的基因和材料。”
黄学辉教授团队在实验室。 资料图。 上海师范大学供图
各类复杂农艺性状由哪些基因决定、如何高效解析、基因之间有何联系，一直以来都是水稻等作物遗传研究的基本问题，也是实现水稻智能化育种的重要理论基础。
研究团队综合亲本间基因变异、每套子群体的定位结果、基因表达、同源基因功能等多组学信息，开发了名为RiceG2G方法，打通了从遗传位点快速筛选到候选基因的关键一步，并通过遗传转化对少量新发掘基因进行了功能验证。
据介绍，针对各类水稻育种性状，该研究鉴定到了1207个基因位点，每个性状平均可以检测出27.5个基因位点，并在此基础上系统解析了水稻基因的遗传互作网络。较以往工作，这项研究大幅提升了遗传定位的功效和分辨率，也大大加深了对水稻育种性状形成的了解。这套蕴含着丰富基因组合的遗传材料，还可以通过扩繁实现长期保存、反复使用，用于更多性状的基因鉴定。
团队成员在进行水稻田间实验。 资料图。上海师范大学供图
在八年的研究过程中，该团队克服了一个又一个困难。由于材料众多，时间紧任务重，负责性状调查的师生大部分时间都吃住在田间地头。调查高峰期需要百余人同时操作，找不到足够多的田间熟练工，课题组师生全员上岗，每天天不亮就下田、天黑才收工，风雨无阻地在田间劳作。
这项研究涉及农学、生物学、信息学、统计学等多个学科。黄学辉团队构建了缜密而巧妙的研究思路，提前设计研究过程每个阶段的详细“图纸”；历经漫长而艰辛的群体构建之路，创制了研究所需的大规模实验材料，进行了基因组和表型组的测定；摸索出精细且具有创新性的分析方法，挖掘隐藏在大数据之下的重要基因和遗传学规律；最终取得突破性研究成果。
该项研究获得国家重点研究计划青年科学家专项、国家杰青项目、国家优青项目及上海市植物分子科学重点实验室、上海市植物种质资源工程技术研究中心、上海市植物种质资源开发协同创新中心的资助。(完)
【编辑:陈海峰】