通過基因和化石結(jié)合研究探尋水稻的起源
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)光明網(wǎng)-時(shí)評(píng)頻道（張?zhí)锟?科普專欄作家）：作為“綠色超級(jí)稻項(xiàng)目”的一部分，“全球3000份水稻核心種質(zhì)資源重測(cè)序計(jì)劃”（3K–RG）于2011年9月由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、基因究探國(guó)際水稻研究所（IRRI）和華大基因共同啟動(dòng)。和化合研南通外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）真實(shí)上門外圍上門外圍女快速安排30分鐘到達(dá)2014年5月，石結(jié)3000份水稻基因組測(cè)序初始數(shù)據(jù)于“世界饑餓日”公開發(fā)布于美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI）、尋水日本生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫（DDBJ）、起源華大基因大數(shù)據(jù)期刊（GigaScience）、通過阿里云等數(shù)據(jù)庫，基因究探全球共享。和化合研
現(xiàn)在，石結(jié)3K-RG項(xiàng)目再獲新進(jìn)展。尋水近日，起源國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了綠色超級(jí)稻項(xiàng)目首席科學(xué)家、通過中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所黎志康博士等人完成的基因究探最新成果，剖析了水稻核心種質(zhì)的和化合研南通外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）真實(shí)上門外圍上門外圍女快速安排30分鐘到達(dá)基因組遺傳多樣性，對(duì)水稻的起源、基因、分類和進(jìn)化規(guī)律有了全新的更深入的認(rèn)知。
一個(gè)新的重大成果是重新奪回了中國(guó)對(duì)水稻命名的部分話語權(quán)，恢復(fù)了歷史的真實(shí)。1928年，日本學(xué)者加藤茂范通過雜交等手段發(fā)現(xiàn)了秈稻和粳稻的區(qū)別。當(dāng)時(shí)，加藤把秈稻稱為“印度型”（Oryza sativa L. subsp. indica Kato），把日本栽培極廣的粳稻稱為“日本型”（Oryza sativa L. subsp. japonica Kato）。自此，秈稻和粳稻在國(guó)際上就一直沿用“indica”和“japonica”命名至今。
然而，中國(guó)科學(xué)家對(duì)代表了全球水稻種質(zhì)約95%多樣性的核心種質(zhì)的3010株水稻的基因組研究表明，這種命名并不符合實(shí)際情況，既是對(duì)秈、粳稻長(zhǎng)久以來的誤稱，也不利于深入了解水稻的栽培歷史和機(jī)理。
中國(guó)研究人員把過去研究的水稻品種由傳統(tǒng)的5個(gè)群體增加到9個(gè)，分別是東亞（中國(guó)）的秈稻、南亞的秈稻、東南亞的秈稻和現(xiàn)代秈稻品種等4個(gè)秈稻群體，東南亞的溫帶粳稻、熱帶粳稻、亞熱帶粳稻等3個(gè)粳稻群體，以及來自印度和孟加拉的Aus和香稻。
根據(jù)研究結(jié)果，中國(guó)研究人員首次提出，水稻的秈、粳亞種是獨(dú)立的和多地起源，要求恢復(fù)恢復(fù)使用秈（Oryza sativa subsp. xian）、粳（Oryza sativa subsp. geng）亞種的正確命名。所謂恢復(fù)是指，中國(guó)人早在2000多年前的漢代就已提出秈、粳稻的分類和命名。盡管這一正名受到加藤茂范等人過去命名的制約，但科研結(jié)果顯然更能說服重視證據(jù)的《自然》編輯及文章審稿人。也因此，這一顛倒的歷史終于得到學(xué)術(shù)（科學(xué)）界的正名，為未來的國(guó)際社會(huì)正名奠定了基礎(chǔ)。
中國(guó)研究人員對(duì)水稻起源研究的結(jié)果提出了一個(gè)重要的假說，即水稻的秈、粳亞種是獨(dú)立的和多地起源。如同人類起源一直有著一地（非洲）起源和多地區(qū)起源的爭(zhēng)論一樣，水稻的起源也一直存在一地（中國(guó)）和多地區(qū)起源的爭(zhēng)論。解決這種爭(zhēng)論當(dāng)然要靠科學(xué)研究的證據(jù)，而科學(xué)的證據(jù)主要在于實(shí)物（化石）和基因組兩類證據(jù)缺一不可的共同證明。
在實(shí)物證據(jù)上，水稻的中國(guó)起源說一直有新證據(jù)。最近，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的植物考古學(xué)家采用植硅體分析方法，在位于浙江省龍游縣的荷花山遺址中找到了距今1萬多年前野生稻存在以及逐漸被馴化的證據(jù)，從土壤剖面中提取的植硅體來自一些野生稻葉片和稻殼。其中，在稻葉的扇形植硅體上，可以清晰地看見一種變化的趨勢(shì)：年代越近，它們的數(shù)量越多、尺寸越大、魚鱗狀紋飾越多。
據(jù)此，研究人員再次認(rèn)定，水稻的起源和馴化是在中國(guó)的長(zhǎng)江中下游地區(qū)。水稻在中國(guó)推廣種植后，很快傳到東亞近鄰國(guó)家。大約在3000多年前的殷周之交，中國(guó)水稻傳至朝鮮、日本，南傳越南。到了漢代，中國(guó)粳稻傳到菲律賓。公元5世紀(jì)，水稻經(jīng)伊朗傳到西亞，然后經(jīng)非洲傳到歐洲、美洲以至全世界。
不過，這只是由實(shí)物證據(jù)獲得的假說，并無基因組的證據(jù)支持?，F(xiàn)在，中國(guó)研究人員從基因組獲得的證據(jù)則提出，無論是秈、粳稻亞種都是獨(dú)立多地起源。研究人員對(duì)來自全球的3010株水稻的基因組測(cè)序后，一共檢測(cè)到2900萬個(gè)高質(zhì)量單核苷酸多態(tài)性（SNP，主要指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性），240萬個(gè)小片段插入缺失，首次發(fā)現(xiàn)亞洲栽培稻品種間中存在9萬個(gè)微細(xì)結(jié)構(gòu)變異（包括易位、缺失、倒位和重復(fù)），同時(shí)發(fā)現(xiàn)了1.2萬個(gè)全長(zhǎng)新基因和數(shù)千個(gè)不完整的新基因。
研究人員再次挑選出453份測(cè)序深度較高的水稻樣本分析核心基因家族和分散式基因家族，獲得12770個(gè)（62.1%）核心基因家族和9050個(gè)（37.9%）分散式基因家族，從而得出秈、粳稻亞種都是獨(dú)立多地起源的假說。
顯然，目前的基因組測(cè)序結(jié)論和實(shí)物（化石）結(jié)論有差異，因此需要未來對(duì)這兩種證據(jù)進(jìn)行整合，同時(shí)補(bǔ)充證據(jù)，才能得出更可靠和令人信服的結(jié)論。
中國(guó)研究人員的水稻基因組測(cè)序結(jié)果，同時(shí)對(duì)提高和保證糧食安全起到了更為重要的加速作用。3010份品種的基因組測(cè)序完成為育種專家提供了一種選種和栽培優(yōu)良稻種的可視地圖，使其可以快速地選擇適合不同地理環(huán)境的品種，如耐淹、耐旱、抗蟲、抗倒伏等特性，不用再像以前一樣靠經(jīng)驗(yàn)、靠大量組合去試驗(yàn)新品種。
水稻基因組檢測(cè)結(jié)果也同樣能糾正以前的一些片面認(rèn)知，如認(rèn)為核心基因?qū)Ξa(chǎn)量、性狀、口味等很重要，而分散式基因不重要。但基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)恰恰相反，核心基因不重要，分散式基因才重要，通過基因數(shù)據(jù)庫就可以在短時(shí)間內(nèi)確定哪些品種有什么特性。
因此，從本質(zhì)上看，基因組測(cè)序不僅能追溯水稻起源，更能糾正過去的錯(cuò)誤認(rèn)知，加速選種育種，滿足人們對(duì)水稻品種的多樣化需求。

(責(zé)任編輯：熱點(diǎn))