通過(guò)基因和化石結(jié)合研究探尋水稻的起源
時(shí)間:2025-11-23 14:28:31 來(lái)源:桑間濮上網(wǎng) 作者:熱點(diǎn) 閱讀:934次
通過(guò)基因和化石結(jié)合研究探尋水稻的起源(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)光明網(wǎng)-時(shí)評(píng)頻道(張?zhí)锟?科普專欄作家):作為“綠色超級(jí)稻項(xiàng)目”的一部分,“全球3000份水稻核心種質(zhì)資源重測(cè)序計(jì)劃”(3K–RG)于2011年9月由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、基因究探國(guó)際水稻研究所(IRRI)和華大基因共同啟動(dòng)。和化合研蘇州吳中高級(jí)外圍女上門資源vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)2014年5月,石結(jié)3000份水稻基因組測(cè)序初始數(shù)據(jù)于“世界饑餓日”公開發(fā)布于美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)、尋水日本生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)(DDBJ)、起源華大基因大數(shù)據(jù)期刊(GigaScience)、通過(guò)阿里云等數(shù)據(jù)庫(kù),基因究探全球共享。和化合研
現(xiàn)在,石結(jié)3K-RG項(xiàng)目再獲新進(jìn)展。尋水近日,起源國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》(Nature)在線發(fā)表了綠色超級(jí)稻項(xiàng)目首席科學(xué)家、通過(guò)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所黎志康博士等人完成的基因究探最新成果,剖析了水稻核心種質(zhì)的和化合研蘇州吳中高級(jí)外圍女上門資源vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)基因組遺傳多樣性,對(duì)水稻的起源、基因、分類和進(jìn)化規(guī)律有了全新的更深入的認(rèn)知。
一個(gè)新的重大成果是重新奪回了中國(guó)對(duì)水稻命名的部分話語(yǔ)權(quán),恢復(fù)了歷史的真實(shí)。1928年,日本學(xué)者加藤茂范通過(guò)雜交等手段發(fā)現(xiàn)了秈稻和粳稻的區(qū)別。當(dāng)時(shí),加藤把秈稻稱為“印度型”(Oryza sativa L. subsp. indica Kato),把日本栽培極廣的粳稻稱為“日本型”(Oryza sativa L. subsp. japonica Kato)。自此,秈稻和粳稻在國(guó)際上就一直沿用“indica”和“japonica”命名至今。
然而,中國(guó)科學(xué)家對(duì)代表了全球水稻種質(zhì)約95%多樣性的核心種質(zhì)的3010株水稻的基因組研究表明,這種命名并不符合實(shí)際情況,既是對(duì)秈、粳稻長(zhǎng)久以來(lái)的誤稱,也不利于深入了解水稻的栽培歷史和機(jī)理。
中國(guó)研究人員把過(guò)去研究的水稻品種由傳統(tǒng)的5個(gè)群體增加到9個(gè),分別是東亞(中國(guó))的秈稻、南亞的秈稻、東南亞的秈稻和現(xiàn)代秈稻品種等4個(gè)秈稻群體,東南亞的溫帶粳稻、熱帶粳稻、亞熱帶粳稻等3個(gè)粳稻群體,以及來(lái)自印度和孟加拉的Aus和香稻。
根據(jù)研究結(jié)果,中國(guó)研究人員首次提出,水稻的秈、粳亞種是獨(dú)立的和多地起源,要求恢復(fù)恢復(fù)使用秈(Oryza sativa subsp. xian)、粳(Oryza sativa subsp. geng)亞種的正確命名。所謂恢復(fù)是指,中國(guó)人早在2000多年前的漢代就已提出秈、粳稻的分類和命名。盡管這一正名受到加藤茂范等人過(guò)去命名的制約,但科研結(jié)果顯然更能說(shuō)服重視證據(jù)的《自然》編輯及文章審稿人。也因此,這一顛倒的歷史終于得到學(xué)術(shù)(科學(xué))界的正名,為未來(lái)的國(guó)際社會(huì)正名奠定了基礎(chǔ)。
中國(guó)研究人員對(duì)水稻起源研究的結(jié)果提出了一個(gè)重要的假說(shuō),即水稻的秈、粳亞種是獨(dú)立的和多地起源。如同人類起源一直有著一地(非洲)起源和多地區(qū)起源的爭(zhēng)論一樣,水稻的起源也一直存在一地(中國(guó))和多地區(qū)起源的爭(zhēng)論。解決這種爭(zhēng)論當(dāng)然要靠科學(xué)研究的證據(jù),而科學(xué)的證據(jù)主要在于實(shí)物(化石)和基因組兩類證據(jù)缺一不可的共同證明。
在實(shí)物證據(jù)上,水稻的中國(guó)起源說(shuō)一直有新證據(jù)。最近,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的植物考古學(xué)家采用植硅體分析方法,在位于浙江省龍游縣的荷花山遺址中找到了距今1萬(wàn)多年前野生稻存在以及逐漸被馴化的證據(jù),從土壤剖面中提取的植硅體來(lái)自一些野生稻葉片和稻殼。其中,在稻葉的扇形植硅體上,可以清晰地看見一種變化的趨勢(shì):年代越近,它們的數(shù)量越多、尺寸越大、魚鱗狀紋飾越多。
據(jù)此,研究人員再次認(rèn)定,水稻的起源和馴化是在中國(guó)的長(zhǎng)江中下游地區(qū)。水稻在中國(guó)推廣種植后,很快傳到東亞近鄰國(guó)家。大約在3000多年前的殷周之交,中國(guó)水稻傳至朝鮮、日本,南傳越南。到了漢代,中國(guó)粳稻傳到菲律賓。公元5世紀(jì),水稻經(jīng)伊朗傳到西亞,然后經(jīng)非洲傳到歐洲、美洲以至全世界。
不過(guò),這只是由實(shí)物證據(jù)獲得的假說(shuō),并無(wú)基因組的證據(jù)支持。現(xiàn)在,中國(guó)研究人員從基因組獲得的證據(jù)則提出,無(wú)論是秈、粳稻亞種都是獨(dú)立多地起源。研究人員對(duì)來(lái)自全球的3010株水稻的基因組測(cè)序后,一共檢測(cè)到2900萬(wàn)個(gè)高質(zhì)量單核苷酸多態(tài)性(SNP,主要指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性),240萬(wàn)個(gè)小片段插入缺失,首次發(fā)現(xiàn)亞洲栽培稻品種間中存在9萬(wàn)個(gè)微細(xì)結(jié)構(gòu)變異(包括易位、缺失、倒位和重復(fù)),同時(shí)發(fā)現(xiàn)了1.2萬(wàn)個(gè)全長(zhǎng)新基因和數(shù)千個(gè)不完整的新基因。
研究人員再次挑選出453份測(cè)序深度較高的水稻樣本分析核心基因家族和分散式基因家族,獲得12770個(gè)(62.1%)核心基因家族和9050個(gè)(37.9%)分散式基因家族,從而得出秈、粳稻亞種都是獨(dú)立多地起源的假說(shuō)。
顯然,目前的基因組測(cè)序結(jié)論和實(shí)物(化石)結(jié)論有差異,因此需要未來(lái)對(duì)這兩種證據(jù)進(jìn)行整合,同時(shí)補(bǔ)充證據(jù),才能得出更可靠和令人信服的結(jié)論。
中國(guó)研究人員的水稻基因組測(cè)序結(jié)果,同時(shí)對(duì)提高和保證糧食安全起到了更為重要的加速作用。3010份品種的基因組測(cè)序完成為育種專家提供了一種選種和栽培優(yōu)良稻種的可視地圖,使其可以快速地選擇適合不同地理環(huán)境的品種,如耐淹、耐旱、抗蟲、抗倒伏等特性,不用再像以前一樣靠經(jīng)驗(yàn)、靠大量組合去試驗(yàn)新品種。
水稻基因組檢測(cè)結(jié)果也同樣能糾正以前的一些片面認(rèn)知,如認(rèn)為核心基因?qū)Ξa(chǎn)量、性狀、口味等很重要,而分散式基因不重要。但基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)恰恰相反,核心基因不重要,分散式基因才重要,通過(guò)基因數(shù)據(jù)庫(kù)就可以在短時(shí)間內(nèi)確定哪些品種有什么特性。
因此,從本質(zhì)上看,基因組測(cè)序不僅能追溯水稻起源,更能糾正過(guò)去的錯(cuò)誤認(rèn)知,加速選種育種,滿足人們對(duì)水稻品種的多樣化需求。
(責(zé)任編輯:焦點(diǎn))
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