近日，中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）聯(lián)合山西農(nóng)業(yè)大學、崖州灣國家實驗室等單位在《自然—通訊》（Nature Communications）上在線發(fā)表了研究論文。該研究通過整合7765份水稻種質資源，基于圖形泛基因組的meta-GWAS分析，顯著提高了水稻種質資源群體中挖掘關鍵產(chǎn)量相關基因的效率。這一成果不僅為大規(guī)模水稻種質資源利用提供了新的工具和思路，也為水稻高產(chǎn)分子設計育種提供了新的重要基因資源。
豐富的水稻種質資源中積累了大量可以用來提高產(chǎn)量性狀的優(yōu)異自然變異。產(chǎn)量性狀是復雜變異控制的復雜性狀。目前對種質資源遺傳變異尤其是復雜變異的解析尚不夠深入，這一現(xiàn)狀限制了產(chǎn)量性狀相關基因的深入挖掘，進而影響了其在育種中的應用。
圍繞該科學問題，該團隊前期開展了深入系統(tǒng)的工作。在該研究中，研究團隊采用meta-GWAS策略，整合來自6個不同種質資源群體的7765份水稻種質資源基因型和表型數(shù)據(jù)，挖掘產(chǎn)量相關新基因。基于圖形泛基因組，共鑒定了6604898個單核苷酸多態(tài)性和42879個結構變異，進而又鑒定出156個與關鍵農(nóng)藝性狀相關的遺傳位點，其中116個僅能通過meta-GWAS鑒定得到，顯著提高了QTL的檢測能力和遺傳力的解釋率。
在此基礎上，成功挖掘了水稻粒寬和粒長性狀相關的新基因GW10.2和GL11，并通過分子遺傳學實驗進行了功能驗證。研究為水稻種質資源的高效深入挖掘和遺傳改良提供了新的思路和工具，也為水稻高產(chǎn)分子設計育種提供了寶貴的基因資源。
基因組所（大鵬灣實驗室）研究員商連光和崖州灣國家實驗室錢前院士為論文的共同通訊作者。基因組所（大鵬灣實驗室）和山西農(nóng)業(yè)大學聯(lián)培碩士研究生楊龍波，基因組所（大鵬灣實驗室）副研究員賀文闖，福建省農(nóng)業(yè)科學院副研究員朱義旺和已畢業(yè)博士生呂陽（現(xiàn)浙江省農(nóng)科院）為論文共同第一作者。
該研究得到國家自然科學基金基礎科學中心、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程科學中心和中國農(nóng)科院青年創(chuàng)新專項資金資助。該工作得到了基因組所、中國水稻研究所和崖州灣科技城超級計算平臺的支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58081-1
