我所在水稻重要农艺性状的全基因组关联分析研究领域取得新进展

全基因组关联研究是一种面向自然样本(如普通人群或植物自然材料)、利用历史上长期积累的重组来寻找基因变异与表型之间关系的遗传学方法。最近几年里全基因组关联研究在人类医学遗传学领域中发展迅速,确定了大批疾病易感区域和相关基因。在水稻基因的克隆和功能研究方面,目前还主要利用人工杂交的重组群体,采取图位克隆的方法。最近韩斌研究员领导的课题组,在水稻重要农艺性状的全基因组关联分析方面取得重要进展,相关研究论文2010年10月发表在国际重要学术刊物Nature Genetics上。

研究人员挑选了栽培稻两大亚种(粳稻和籼稻)的500余份地方品种,这些地方品种分布广阔,原产地涵盖了我国主要的水稻种植区,具有高度的遗传多样性。通过对这些品种的基因组测序,构建出一张高密度的水稻单倍体型图谱,并对籼稻的14个农艺性状进行了全基因组关联分析,一些相关基因的候选位点得以确定。这些发现为水稻遗传学研究和水稻育种提供了重要的基础数据,并开辟了新的研究途径。将来,人们还可通过有选择性地两两杂交获得需要的后代组合,供水稻遗传学实验及育种工作使用。

这项研究还首次成功开发出大样本、低丰度的基因组测序和基因分型方法。以这种方式鉴定基因组变异,构建单倍体图谱用于全基因组关联研究在世界上还属首次。

《自然—遗传学》在同期专门配发了Richard M Clark的一篇评论文章,称水稻全基因组关联分析的时代终于来临了。Clark是著名的植物分子遗传学家,在德国马普研究所工作期间完成了拟南芥单体型图谱的构建,目前在美国犹他州大学参与拟南芥的1001基因组计划。在这篇评论中,Clark展望道:“将来在水稻以及更多其他的物种中,这种低覆盖率、大样本的高通量测序分析方法可以实现对遗传变异的高效发掘,前景极好”。

《自然综述—遗传学》对这项研究成果也撰文评论,称这项研究预示着一个新时代的到来——作物基因组学将在重要农艺性状的遗传学研究方面发挥更大作用。(黄学辉、李锦元供稿)