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樊龙江团队Genome Biology撰文揭示全球水稻趋同野化进化机制

发布时间:2020-07-01

<p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">浙江大学农业与生物技术学院樊龙江教授领导的一个国际研究团队,通过对全球稻区杂草稻(俗称鬼稻)材料采集与分析,发现水稻在世界各稻区均存在野化或去驯化的现象,并提供了全球水稻趋同野化的基因组特征。这是首次全球范围的调查研究,研究成果对水稻进化、资源利用和杂草稻防控具有重要意义。相关研究成果“Diverse genetic mechanisms underlie worldwide convergent rice feralization”近日在线发表在国际知名学术期刊《Genome Biology》(</span><a href="https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-01980-x" style="text-decoration: underline; font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-01980-x</span></a><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">)。</span></p><p style="line-height: 3rem; text-indent: 0rem; text-align: center;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;"><img style="max-width:100%" src="http://www.zjdxzyyjy.cn/uploads/ueditor/image/20200701/1593587298356678.png" title="1593587298356678.png" alt="樊龙江教授团队1.png"/></span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">樊龙江教授领导的团队共收集了来自16个国家的524份杂草稻材料,涵盖全球各大洲主要稻区(图1)。通过基因组重测序,获得了这些材料的全基因组水平变异,进而结合已有当地栽培稻和野生稻基因组数据资源,合计1000多份个体材料开展了群体遗传学分析。</span></p><p style="line-height: 3rem; text-indent: 0rem; text-align: center;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">&nbsp;</span><img style="max-width:100%" src="http://www.zjdxzyyjy.cn/uploads/ueditor/image/20200701/1593587316606092.png" title="1593587316606092.png" alt="樊龙江教授团队2.png"/><span style="text-indent: 2rem; font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;;">&nbsp;</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem; text-align: center;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">图1全球稻区杂草稻材料采集地区和数量分布</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">“野化”(feralization)或去驯化(de-domestication)是生物界经常发生的一个遗传现象,是指栽培作物和家养牲畜家禽等从人工(农业)环境回归自然环境,恢复野生特征。目前对作物进化的研究大多都集中于作物的驯化起源,即野生植物被人工选择的进化过程,对“去驯化”的进化研究鲜有报道。樊龙江团队2017年首次报道了中国稻区发生大规模水稻去驯化的基因组证据(Qiu et al., 2017. Nature Communications)。该研究是在此基础上,进一步对全球范围稻区的杂草稻进行了调查研究。</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">杂草稻目前已成为世界性的稻田恶性杂草,在亚洲、南美洲等稻区大面积分布,严重危害全球水稻生产。由于近年来直播稻的推广,我国稻区杂草稻大面积发生,且日趋严重,特别是江苏、广东、辽宁和宁夏等地。杂草稻已成为我国稻田杂草中除稗草外最严重的杂草之一。杂草稻经过环境适应进化,具备落粒特征,种子成熟即散落田间,然后来年随水稻耕作生长季节与栽培稻伴生。由于其遗传背景与栽培稻极其相似,除草剂难以根除,给水稻生产带来极大影响。</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">该研究获得最重要发现是全球稻区发生的野化水稻(杂草稻)都来自栽培稻。除了在少数地区存在少量野生稻遗传渗入(如马来西亚和我国南方等野生稻分布区域),目前的杂草稻均来自栽培稻的去驯化过程。而最有趣的结果是发现水稻非常近代(水稻矮化育种之后)发生去驯化的证据。研究发现,水稻去驯化过程是一个持续的过程,在各地历史上持续多次发生,甚至有些发生绿色革命——矮化育种之后。例如,江苏、浙江等地区大量杂草稻材料,起源自上世纪80年代江苏地区主要推广品种“南京11”(图2)。同时,这样的主要起源品种(founder)还在韩国等地发现。</span></p><p style="line-height: 3rem; text-indent: 0rem; text-align: center;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">&nbsp;<img style="max-width:100%" src="http://www.zjdxzyyjy.cn/uploads/ueditor/image/20200701/1593587399995742.png" title="1593587399995742.png" alt="樊龙江教授团队.png"/></span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">图2亚洲杂草稻群体来源于若干主要栽培稻品种(founder)。右图包括其中一个起源品种——“南京11”的选育系谱(上)及其与27份杂草稻材料(分别来自江苏、浙江和广州)的系统发育关系(下)</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">农业与生物技术学院作物科学研究所邱杰博士(现任教上海师范大学)、博士生贾磊和吴东亚为该论文共同第一作者,樊龙江教授和美国华盛顿大学Kenneth Olsen教授为通讯作者。来自中国、美国、巴西、意大利、日本、澳大利亚、马来西亚、菲律宾等国内外12个研究团队参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金的项目资助。</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><span style="font-family: 微软雅黑, &quot;Microsoft YaHei&quot;; font-size: 16px;">(文章转自浙大农学院)</span></p><p style="text-indent: 2rem; line-height: 3rem;"><br/></p>