完成非洲稻全基因组测序
最近，美国亚利桑那大学（UA）研究人员带领的一个国际研究小组在《自然-遗传学》（Nature Genetics）杂志上报告称，他们完成了非洲稻（Oryza glaberrima）的全基因组测序。中科院遗传与发育生物学研究所的陈明生等人也参与了此项研究工作。
这些遗传信息将提高科学家和农学家对于非洲稻种植模式的理解，也能够让研究人员选育出新的水稻品种，更好地应对不断增加的环境压力，以帮助解决全球饥饿问题的挑战。
领导这项非洲稻基因组测序工作的UA亚利桑那州基因组研究所主任 Rod Wing 表示：“水稻养育了世界一半的人，因此是最重要的粮食作物。对于我们所称的‘90亿人的供养问题’的解决，水稻发挥着关键的作用。”
90亿人的供养问题是指，预计到2050年世界人口将增长到超过90亿人，其中许多人居住在粮食非常稀少的地区。问题在于如何生产出足够多的粮食，来养活世界上的人口，防止饥饿和营养不良相关的经济和社会问题。
现在，随着非洲稻全基因组测序的完成，科学家和农学家可以将亚洲稻和非洲稻进行杂交，选育出具有亚洲稻高产性状和非洲稻耐寒性状的新品种。
《Black Rice》（这本书描述了非洲水稻的历史重要性，在跨大西洋奴隶制时期引入美国）的作者、加州大学洛杉矶分校环境和可持续发展研究所的Judith Carney称：“非洲稻再一次处于育种策略（旨在对抗气候变化和粮食供应挑战）的最前列。”她也是这项研究的共同作者。
Wing指出：“我们将多学科合并，来解决90亿人的供养问题。虽然目前全世界只有少数几个地区种植非洲稻，但它比亚洲稻更耐寒，比亚洲稻更能够抵抗西非环境中的环境胁迫。”NERICA小组已经将非洲稻与亚洲稻进行杂交，选育出新的品种。
非洲水稻基因组特别重要，因为许多基因所编码的性状，使非洲稻对环境胁迫产生抵抗力，例如长时间的干旱、土壤和水涝中的高盐。
Wing称：“因为我们对基因组有一个精确的认识，我们就可以更容易地识别这些性状，通过常规育种方法或者通过遗传修饰技术，更迅速地移动基因。我们的想法是，选育一种超级稻，这种水稻产量更高，具有更少的环境影响，如需要较少的水、肥料和农药。”
他补充说，耐寒、高产的作物，对于人类生存将变得日益重要，因为世界面临着气候变化的环境影响和日益增长的全球人口。
Wing的研究小组专门从事发展物理图谱——使科学家能够了解基因组结构的一种工具。他的研究小组已经开发出亚洲稻的物理图谱，并将其捐赠给了水稻基因组计划，从而使非洲稻全基因组测序成为可能。
基因组进化分析是由UA植物科学博士研究生Muhua Wang和马里兰大学的Carlos Machado完成。Wing研究小组的研究助理Yeisoo Yu带领了测序工作。
在对构成非洲稻基因组的33000个基因进行分析后，研究人员发现，在驯化的过程中，非洲人和亚洲人各自选择了两个物种的许多相似的遗传性状，例如高营养和使作物更容易收割的性状。
此外，所测的基因组序列有助于解决“非洲稻最初是否是在非洲一个地点或几个地点进行驯化”。通过将该基因组与野生品种的遗传结构进行比较，Wing及其研究小组发现，非洲稻与沿尼日尔河一带的一个野生水稻种群最相似。Wing称：“我们的数据支持这一假设——非洲稻的驯化中心是在非洲这一地区。”
从1998年到2005年，Wing带领了亚洲稻（其他唯一驯养的水稻品种）的基因组测序工作。该研究结果于2005年发表在《Nature》杂志，已经促进了数百个重要农业性状相关基因的发现，包括快速繁殖周期和洪涝期水下生存长达两周时间等性状。
目前，Wing的研究小组正在集中测定和分析亚洲和非洲稻近缘种的基因组。Wing解释说：“通过在基因组水平上了解整个稻属，我们可获得一个全新的遗传变异库，可用于防治害虫和植物病原体。”
他说，一个例子就是，将来自所有野生稻近缘种的抗病基因，添加到栽培稻品种中，就能选育出一个抗病虫害的超级稻新品种。
Wing也与华中农业大学的张启发教授合作，在世界各地创建了一套超级作物科技中心，他们集中和协调工作，有助于解决90亿人的供养问题。他说：“我们实际上只有大约25年的时间来解决这个问题，如果我们是相互竞争的，是行不通的。”
Carney指出：“在促进高产亚洲稻品种的几十年后，现在的重点是，选育出结合前者的高产性状与glaberrima的耐环境胁迫性状的新品种。”
在11月份，Wing和他的合作者将在第12届国际水稻功能基因组学研讨会上，庆祝亚洲稻基因组测序完成十周年和新完成的非洲稻基因组测序。(引自：生物谷360)
The genome sequence of African rice (Oryza glaberrima) and
evidence for independent domestication
Abstract The cultivation of rice in Africa dates back more than 3,000 years. Interestingly, African rice is not of the same origin as Asian rice (Oryza sativa L.) but rather is an entirely different species (i.e., Oryza glaberrima Steud.). Here we present a high-quality assembly and annotation of the O. glaberrima genome and detailed analyses of its evolutionary history of domestication and selection. Population genomics analyses of 20 O. glaberrima and 94 Oryza barthii accessions support the hypothesis that O. glaberrima was domesticated in a single region along the Niger river as opposed to noncentric domestication events across Africa. We detected evidence for artificial selection at a genome-wide scale, as well as with a set of O. glaberrima genes orthologous to O. sativa genes that are known to be associated with domestication, thus indicating convergent yet independent selection of a common set of genes during two geographically and culturally distinct domestication processes.
原文链接：http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/pdf/ng.3044.pdf
