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據(jù)“中國(guó)科學(xué)院植物研究所”公眾號(hào)21日消息，亞洲稻又稱(chēng)水稻（Oryza sativa L.），包括粳稻（Japonica）和秈稻（Indica）兩個(gè)亞種，不僅是最重要的糧食作物之一，也是理論研究中日益受到重視的模式生物。盡管迄今針對(duì)水稻開(kāi)展了大量研究，但關(guān)于水稻起源/馴化的歷史已爭(zhēng)論了半個(gè)多世紀(jì)，存在各種推論和觀點(diǎn)。

目前存在兩種主流假說(shuō)：一次起源（single-origin）和多次起源（multiple-origin）假說(shuō)，前者推測(cè)水稻單次起源于中國(guó)的普通野生種（O. rufipogon），而后者認(rèn)為水稻不同亞種分別起源于不同的地理區(qū)域，粳稻起源于中國(guó)的普通野生稻，而秈稻則起源于南亞和東南亞的尼瓦拉野生稻（O. nivara）。

中國(guó)科學(xué)院植物研究所葛頌研究組基于1578份水稻和野生稻樣本的重測(cè)序數(shù)據(jù)，采用一種新的分析策略探討了水稻的起源/馴化歷史，即在全基因組水平上通過(guò)分析馴化基因的起源來(lái)推斷水稻的野生祖先和起源地點(diǎn)。

該研究首先厘清了水稻和野生稻的群體遺傳結(jié)構(gòu)和群體動(dòng)態(tài)歷史，明確水稻包括6個(gè)品種群（indica, aus, rayada, aromatic, temperate japonica和tropical japonica）以及兩種野生稻存在4個(gè)遺傳組分（Ruf1, Ruf2, Niv1和Niv2）。

在此基礎(chǔ)上，研究人員通過(guò)全基因組掃描，鑒定到993個(gè)在indica和japonica中同時(shí)受到選擇的基因（馴化基因），進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其中80%與來(lái)自中國(guó)的普通野生稻，而其余20%起源于南亞和東南亞地區(qū)的尼瓦拉野生稻，這些馴化基因在水稻馴化過(guò)程中發(fā)生了持續(xù)的亞種間基因漸滲，因而共享在整個(gè)水稻的基因庫(kù)中。

進(jìn)一步對(duì)36個(gè)知名馴化基因進(jìn)行單倍型網(wǎng)絡(luò)分析，顯示中國(guó)南部和印度北部為水稻的二個(gè)主要馴化中心，東南亞以及印度南部也可能是水稻的次級(jí)馴化地區(qū)。上述結(jié)果充分證明水稻為多次起源/馴化的產(chǎn)物。

水稻起源推測(cè)圖。野生祖先種(O. rufipogonand O. nivara) 地理分布用不同顏色標(biāo)識(shí)。綠色菱形代表起源于中國(guó)的馴化基因，棕色三角代表起源于南亞和東南亞的馴化基因。

該研究重測(cè)序了422份廣布于野生稻分布區(qū)的代表性樣本，為水稻遺傳改良和進(jìn)一步的理論研究提供重要的數(shù)據(jù)資源；鑒定出一批水稻和野生稻種質(zhì)資源庫(kù)中鑒定錯(cuò)誤和遺傳混雜的樣品。該研究還發(fā)現(xiàn)，某些選擇性清除區(qū)段內(nèi)包含了不同起源的馴化基因，說(shuō)明基于合并選擇性清除區(qū)段重建系統(tǒng)發(fā)生的方法在探討作物馴化歷史時(shí)可能出現(xiàn)誤判。

上述研究成果以長(zhǎng)文的形式在最新一期的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature Plants發(fā)表。植物所博士后景春艷、副研究員張富民以及博士研究生王秀花和王美霞為該論文的共同第一作者，葛頌研究員為論文的通訊作者。合作者還包括加州大學(xué)歐文分校Brandon S. Gaut教授、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所鄭曉明博士和劉榮博士。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)子課題、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及中國(guó)博士后基金的資助。