我校水稻团队代谢组学研究取得突破性进展

6月9日在线出版的国际顶级遗传学杂志《自然-遗传学》以“Article”形式刊登了题为“Genome-wide association analyses provide genetic and biochemical insights into natural variation in rice metabolism” 的研究论文。该研究首次系统揭示了水稻代谢组自然变异的遗传和生化基础，对于包括水稻在内的主要粮食作物的遗传改良具有重要意义。论文通讯作者为我校作物遗传改良国家重点实验室水稻团队罗杰教授和练兴明副教授，第一作者为博士生陈伟、高彦强、谢为博副教授及博士生龚亮、吕凯。

团队负责人介绍，植物代谢物是植物生长发育及逆境适应的物质基础，也是人类营养物质的重要来源。水稻是人类最重要的粮食作物之一，其代谢组研究对于解析水稻逆境抗性及营养品质等重要性状的形成及其机理非常重要。该项研究首先利用自然变异群体分析了水稻代谢组在种内及亚种间的巨大差异，揭示出逆境应答代谢组在亚种分化中的可能作用，进而利用全基因组关联分析，定位了数百个控制代谢物含量自然变异的位点。通过对这些高精度、大效应位点的分析，获得一批控制植物生长发育（激素、核苷酸等）、逆境生理（酚胺、萜类、生物碱等）及营养品质形成（氨基酸、类黄酮和绿原酸等）过程重要代谢物的候选基因。在此基础上，通过遗传及生化分析，鉴定了部分基因的功能、解析并重构了水稻逆境抗性及营养成分相关的重要代谢途径。该研究成果为作物功能基因组学研究提供了一种高效、快速进行大规模基因功能鉴定的新方法，也为作物逆境生理及营养品质形成机制研究和遗传改良实践提供了新资源和新思路。

据了解，罗杰教授自2009年回国以来带领水稻团队代谢组学研究组创新性地建立了基于广泛定向代谢组分析的作物代谢组学研究平台（Chen et al, Mol Plant, 2013, 6:1769）。以此为基础，该研究组系统开展了水稻及玉米等重要作物的代谢组学研究，在作物代谢组的变异及其遗传、生化基础研究方面取得了一系列重要进展，相关研究结果相继在《美国科学院院报》（Gong et al, PNAS , 2013, 110:20320）和《自然-通讯》（Wen et al, Nat Commun, 2014, 5:3438）发表。

论文链接：http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/pdf/ng.3007.pdf