群体基因组分析揭示了驯化亚洲水稻的多重驯化之路

由中国科学院植物研究所GE Song教授领导的研究小组已经证明，亚洲水稻的驯化开始于不同地区的不同野生谱系。然后通过不同品种群体之间的持续选择和有益等位基因的交换来完成。

　　

在《Nature Plants》杂志上发表的一项研究中，由中国科学院植物研究所(IBCAS)GE Song教授领导的研究人员已经证明，亚洲水稻的驯化始于不同地区的不同野生谱系。然后通过不同品种群体之间的持续选择和有益等位基因的交换来完成。

驯化的亚洲水稻(Oryza sativa L.)由两个亚种(粳稻和籼稻)组成，不仅是世界上最重要的作物之一，而且是生物学研究的一个极好的模型。尽管进行了广泛的研究，但亚洲水稻的起源/驯化问题在近一个世纪以来一直存在争议。在各种观点中，两种主要的假说(单一驯化与多重驯化)已被广泛接受，但最初的争议仍未解决。

在这项研究中，研究人员在基因组水平上对水稻的驯化历史进行了广泛的分析，使用了459个新测序的基因组和1119个野生和栽培品种的公开基因组数据集。

通过提出一种新的策略来检验不同的假说，他们确定了993个被选择的基因是由粳稻和籼稻共享的，这表明这些基因的驯化等位基因在粳稻和籼稻中只起源于一次。

重要的是，研究人员发现大部分被选基因(约80%)的驯化等位基因来自中国野生稻O. rufipogon。然而，所选基因中有相当一部分(约20%)的驯化等位基因来自南亚和东南亚的野生稻O. nivara。这些结果表明亚洲水稻在不同地区有不同的驯化事件。

此外，本研究还贡献了基因组资源，其中包括422份经表型检验验证的新重测序野生材料，这将极大地促进水稻遗传、进化和育种的进一步研究。

扩展的数据集使研究人员能够揭示野生和驯化水稻的深层遗传结构以及多个不同的谱系，为推断驯化基因的进化史提供了更好的系统发育框架。

出乎意料的是，研究人员发现水稻中的一些选择性扫描区域包含来自不同进化起源的基因。这一发现表明，以前基于串联横扫区域来推断驯化历史的重建单一系统发育的做法是没有根据的。

该研究的通讯作者GE Song教授说:“这项研究对其他驯化物种具有重要意义，特别是那些由于品种和品系之间广泛和持续的基因流动而导致进化历史混乱的物种。”

Multiple domestications of Asian rice