Genome Res:中科院遗传所储成才课题组发现野生稻并不“野”
2017年4月6日，美国冷泉港出版的国际著名学术期刊《Genome Research》杂志在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才研究组的一篇研究论文，论文报道了野生水稻相关研究进展。储成才研究组汪鸿儒博士和哥本哈根大学的Filipe Vieira博士为共同第一作者，通讯作者是遗传发育所的储成才研究员和加州大学伯克利分校的Rasmus Nielsen教授。
普通野生稻(Oryza rufipogon)一直被认为是亚洲栽培稻的野生祖先，也是水稻改良过程中的重要种质资源。普通野生稻经过近万年的驯化到农家品种，进一步经过近百年的现代育种得到现代栽培稻品种，这一过程伴随着遗传多样性的减少和很多优异基因的丢失。育种家在现代育种实践中也逐渐意识到这一点，水稻重大改良过程中的很多重要基因，如袁隆平院士创制“三系法”杂交水稻过程中关键的“野败”基因，就是来自于普通野生稻。野生稻也被证实含有大量的抗虫、抗病基因资源，因此，野生稻资源在应对未来水稻稳产高产的挑战中具有重大价值。然而，随着现代农业耕地面积的逐渐扩大，普通野生稻的野生栖息地被不断破坏，加上来自栽培稻的遗传侵蚀，野生稻资源也不断萎缩。
如何更加有效地保护野生稻资源，并从野生稻资源中挖掘出一些重要基因资源一直是人们面对的重要科学问题。中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才研究组和丹麦哥本哈根大学、美国加州大学伯克利分校课题组合作，通过对已发表的大量野生稻和栽培稻基因组数据的深入挖掘，发现野生稻基因组中有着人工选择驯化的痕迹，从而巧妙地证实有大量栽培稻基因流入野生稻群体。全基因组分析发现，现存野生稻群体中有着大量的来自栽培稻的遗传成分，甚至部分“野生稻”就是近期野化的栽培稻。而且亚洲不同地区野生稻群体，其遗传成分和本地种植的栽培稻成分有着很大的相关性。通过这些令人意外的证据，证明当前的野生稻应被视为一个“杂种群”，而非一个独立物种，它通过广泛的基因流和栽培稻联系在一起，随着栽培稻共同演化(图 1)。这一发现也告诫人们，实施更加科学的野生稻资源保护已刻不容缓。
野生稻群体遗传多样性及其地理分布，一直被用来帮助研究者理解水稻驯化的起源。基于野生稻的证据，研究者提出过不同的水稻驯化模型。而这一新的发现也改变了之前人们对于野生稻的认识，因此，促使人们对之前基于野生稻的水稻驯化起源模型进行重新的分析与思考。
图1. 野生稻受到栽培稻(黄色)的不断遗传侵蚀
原文链接：
Asian wild rice is a hybrid swarm with extensive GENE flow and feralization from domesticated rice
原文摘要：
The domestication history of rice remains controversial with multiple studies reaching different conclusions regarding its origin(s). These studies have generally assumed that populations of living wild rice, O. rufipogon, are descendants of the ancestral population that gave rise to domesticated rice, but relatively little attention has been paid to the origins and history of wild rice itself. Here, we investigate the genetic ancestry of wild rice by analyzing a diverse panel of rice genomes consisting of 203 domesticated and 446 wild rice accessions. We show that most modern wild rice is heavily admixed with domesticated rice through both pollen and seed mediated gene flow. In fact, much presumed wild rice may simply represent different stages of feralized domesticated rice. In line with this hypothesis, many presumed wild rice varieties show remnants of the effects of selective sweeps in previously identified domestication genes, as well as evidence of recent selection in flowering genes possibly associated with the feralization process. Furthermore, there is a distinct geographical pattern of gene flow from aus, indica and japonica varieties into co-located wild rice. We also show that admixture from aus and indica is more recent than gene flow from japonica, possibly consistent with an earlier spread of japonica varieties. We argue that wild rice populations should be considered a hybrid swarm, connected to domesticated rice by continuous and extensive gene flow.
作者：储成才
