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论文作者:高立志等 期刊:《遗传学》 发布时间:2008-7-2 17:30:36
亚洲栽培稻起源和驯化研究进展
 
近日,中科院昆明植物所植物种质资源与基因组学研究中心高立志研究组和美国德州大学休斯顿分校的Hideki Innan博士合作,在中科院“百人计划”和联合国粮农组织下属的国际植物遗传资源研究所Vavilov-Frankel项目等的资助下,在亚洲栽培稻的起源和驯化研究上取得了新进展。该研究成果论文“Nonindependent domestication of the two rice subspecies, Oryza sativa ssp. indica and ssp. japonica, demonstrated by multilocus microsatellites”最近发表在2008年6月出版的国际著名遗传学杂志《遗传学》(Genetics)上。
 
作为中国和世界上最为重要的粮食作物,亚洲栽培稻(O. sativa L.)的起源与驯化一直是进化生物学和水稻科学界高度关注的科学问题。近几十年的争论聚焦于亚洲栽培稻是单系起源还是多系独立起源的问题。近年来,随着籼稻(O. rufipogon vs. O. sativa ssp. indica)和粳稻(O. rufipogon vs. O. sativa ssp. japonica)两个亚种基因组测序的完成,亚洲栽培稻的起源和驯化问题已成为目前国际进化基因组学研究的热点。大多数科学家的研究支持多系独立起源假说,即籼稻和粳稻分别从野生祖先种(O. rufipogon Griff.)不同的祖先群体驯化而来。
 
为了揭示亚洲栽培稻的起源、驯化和居群进化历史,高立志博士和合作者选用在水稻基因组上有广泛代表性的微卫星位点对水稻两个亚种和野生祖先种进行了分析。他们通过Bayesian 方法建立的理论模型分别对籼稻和粳稻进行了群体遗传学的参数估算,结果发现在驯化过程中粳稻比籼稻经历了更严重的瓶颈效应,导致粳稻的遗传多样性更多地丢失。高立志博士和合作者特别地发现这种遗传多样性的丢失在两个亚种之间存在着显著的正相关。基于这一结果,他们对目前广为接受的水稻多系独立起源假说提出质疑,创新性地提出了籼稻和粳稻至少部分地来自同一野生祖先群体的非独立驯化假说。他们的研究结果还暗示了在驯化过程中两个亚种之间可能存在着基因组渗入(genomic introgression)。
 
上述工作揭示了亚洲栽培稻的起源与驯化机制可能远比原来的认识复杂。有别于以玉米为模式的“一个祖先种,一个作物”的作物起源与驯化的认识,这一发现必将推动代表“一个祖先种,多个作物”模式作物的起源与驯化的研究,对水稻比较功能基因组学研究的深入开展和优异野生稻新基因的发掘利用具有重要的意义。
 
鉴于上述重要发现,作为一个新的“研究亮点”,《遗传学》杂志还对该工作进行了点评。(来源:中科院昆明植物研究所)
 
(《遗传学》(Genetics),Vol. 179, 965-976,Li-zhi Gao,Hideki Innan)
 
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