关于中国黑龙江省培育的水稻品种多样性的基因组学研究

《Journal of Zhejiang University-SCIENCE B》：Genomic insights into the diversity of rice cultivars developed in Heilongjiang Province, China

对黑龙江376个优质粳稻品种进行全基因组重测序，鉴定出49万SNP和9.8万InDels，揭示遗传多样性及群体结构。基于育种年代分为五组，最新品种（HLJ-IV-1/2）遗传分化显著，通过选择 swept 定位OsACBP5、Os4CL5等抗病与分蘖相关基因，解析OsODC/OsBadh2调控芳香物质合成及OsGL3.1长粒基因型。阐明sd1基因调控株型矮化机制，为培育优质高产稻提供理论支撑。

　　

摘要

随着全球人口的迅速增长和对可持续农业的追求，改进水稻育种策略的需求日益迫切，尤其是在中国最大的水稻生产省份——黑龙江省。该省以其优质的温带粳稻而闻名。在这里，我们对黑龙江省培育的优良水稻品种进行了广泛的基因组研究。通过对376个代表性水稻品种进行全基因组重测序（其中14个品种由同一研究团队培育），我们发现了490万个单核苷酸多态性（SNPs）和98万个插入/缺失（InDels），从而全面了解了这些品种的遗传多样性和群体结构。根据培育年份，我们将这376个水稻品种分为五个亚组。最近培育的品种被归类为HLJ-IV-1和HLJ-IV-2亚组，显示出显著的遗传差异。通过选择性扫掠分析，我们确定了OsACBP5、Os4CL5和GFR1等基因中的显著基因组变异，这反映了人们在选择具有广谱抗病性和更强分蘖能力的水稻品种方面的共同努力。此外，为了识别这些品种的优势和需要改进的方面，我们对芳香化合物及其相关基因OsODC和OsBadh2，以及Hagengdao7中的有利长粒基因OsGL3.1单倍型进行了详尽分析。同时，我们还阐明了通过引入sd1基因来降低植株高度的策略。凭借加速培育优质水稻品种的决心，我们的发现有望提升水稻的感官品质和营养价值，从而增强全球粮食系统的韧性和可持续性。