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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在基因組層面解析了我國(guó)黔東南香禾糯的遺傳演化規(guī)律及基因組印記，闡明了侗族族源及遷徙路線，為研究人類(lèi)文明和遷徙模式提供了一種新思路，并為未來(lái)高產(chǎn)和抗逆等水稻育種提供了有價(jià)值的基因組數(shù)據(jù)和資源。相關(guān)研究成果發(fā)表在《分子植物》(《Molecular Plant》)上。

基因組層面揭示我國(guó)黔東南香禾糯遺傳演化規(guī)律。

人類(lèi)遷徙活動(dòng)是影響水稻遺傳演化的重要因素之一。侗族是中國(guó)古老的稻作民族之一，目前民族學(xué)和歷史學(xué)界對(duì)其族源及遷徙路線研究仍是學(xué)說(shuō)各異。香禾糯是受侗族傳統(tǒng)飲食及農(nóng)耕文化影響而被持續(xù)種植利用上千年的一類(lèi)特殊生態(tài)型地方稻種，解析香禾糯優(yōu)異特性形成的遺傳機(jī)制不僅對(duì)育種利用有重要意義，根據(jù)香禾糯遺傳演化規(guī)律揭示侗族的起源和遷徙更是一項(xiàng)具有創(chuàng)新思路的研究工作。

該研究團(tuán)隊(duì)利用香禾糯和長(zhǎng)江流域以南地方稻種，從基因組層面揭示香禾糯起源于廣西、廣東、福建和江西;結(jié)合民族學(xué)證據(jù)研究表明，后續(xù)香禾糯隨侗族祖先的遷徙而傳入黔東南。香禾糯與上述省份地方稻種之間存在顯著的基因滲入，預(yù)示著人類(lèi)活動(dòng)的干預(yù)。因此，該研究從基因組層面推測(cè)侗族族源來(lái)自于廣西、廣東、福建和江西，同時(shí)從香禾糯的多次基因交流和滲入揭示侗族在歷史上發(fā)生了多次遷徙事件。

該研究發(fā)現(xiàn)約350年前香禾糯與祖先群體發(fā)生遺傳分化，其有效群體規(guī)模約220-150年前達(dá)到頂峰;約150-120年前、30年前遭遇了馴化瓶頸，有效群體規(guī)模大幅下降，這分別與黔東南歷史上的“糯改粘”政策及雜交水稻大面積推廣事件相吻合。此外，基因組印記揭示香禾糯農(nóng)藝性狀相關(guān)關(guān)鍵基因GS3、Hd1和DPS1以及耐冷相關(guān)關(guān)鍵基因LTG1和MYBS3是侗族選擇馴化的目標(biāo)基因，其單倍型變化模式為香禾糯馴化動(dòng)態(tài)過(guò)程提供了遺傳證據(jù)。該研究還發(fā)掘了一個(gè)穗粒數(shù)相關(guān)基因，可能對(duì)水稻增產(chǎn)發(fā)揮重要作用。

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所供圖)

關(guān)鍵詞： 群體規(guī)模 關(guān)鍵基因 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物科學(xué)