水稻团队在水稻代谢组的遗传基础研究取得新进展

日前，美国科学院院刊（PNAS）在线发表了作物遗传改良国家重点实验室水稻团队题为“Genetic analysis of the metabolome exemplified using a rice population”的研究论文。该成果展示了一种高效研究植物代谢组的策略，我校博士生龚亮、陈伟、高彦强为论文共同第一作者，张启发教授、罗杰教授为共同通讯作者。

植物在生长发育过程中能产生许多不同的且功能各异的有机物，这些物质统称为次生代谢物，次生代谢物在植物抗逆、人类营养和医疗保健等方面发挥重要作用。水稻是人类最重要的粮食作物之一，研究其代谢组的遗传基础，将为水稻遗传改良提供新的信息和方向。

珍汕97与明恢63重组自交系群体是水稻遗传学研究中广泛应用的群体，其两个亲本珍汕97和明恢63分别是我国累计种植面积最大的优良三系杂交稻汕优63的保持系和恢复系。张启发教授课题组之前利用第二代高通量测序构建了该群体的超高密度遗传连锁图。罗杰教授课题组则开发了一种基于高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）平台的高通量检测、定量分析植物代谢组的方法。

该研究对珍汕97与明恢63重组自交群体的代谢组分析，共检测到了近千种代谢物。以高密度遗传连锁图进行了代谢数量性状位点（mQTL）的分析，其中932个代谢物定位到2800多个mQTL，获得大量高精度、大效应的位点。通过分析两个组织的代谢物及mQTL定位结果，揭示了代谢物积累的模式在不同组织之间的差异，以及控制代谢物含量的复杂的遗传调控模式。整合不同组学水平的数据和生物信息学分析筛选到了24个候选基因，对其中部分基因进行了功能验证，并在此基础上重建和完善了水稻中相关的代谢途径。该研究提供了大量高质量的数据和结果，深化了人们对水稻代谢组的遗传基础的理解，有助于搭建基因组和表型组之间的桥梁，同时对于利用代谢工程进行水稻逆境抗性和营养品质改良具有积极意义。

论文链接：http://www.pnas.org/content/early/2013/11/20/1319681110.abstract

编辑:ozhang