近期，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳彩艷團(tuán)隊(duì)在解析稻米元素累積的遺傳機(jī)制研究中取得新進(jìn)展。

水稻作為世界上超過(guò)一半人口的主糧，稻米中礦質(zhì)元素含量對(duì)人類健康具有重要意義。然而，稻米中不同礦質(zhì)元素之間的關(guān)系以及元素累積受種植環(huán)境影響的遺傳基礎(chǔ)尚未有系統(tǒng)的研究。這一現(xiàn)狀阻礙了通過(guò)育種改良的方式培育出具有理想礦質(zhì)元素含量且適應(yīng)特定種植環(huán)境的水稻品種。為解決這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)科研人員利用包含575個(gè)品系的水稻自然群體，從2014年至2017年在總共8個(gè)種植環(huán)境中對(duì)稻米元素含量進(jìn)行了考察。結(jié)合自然群體的基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定了96個(gè)在多個(gè)環(huán)境下具有穩(wěn)定遺傳效應(yīng)的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)?；谶@些遺傳位點(diǎn)進(jìn)行的遺傳網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，稻米中各個(gè)礦質(zhì)元素累積的遺傳基礎(chǔ)相對(duì)獨(dú)立。不同水稻亞種/亞群之間的遺傳多樣性則為育種改良提供了豐富的遺傳資源。此外，研究也發(fā)現(xiàn)控制稻米元素在多個(gè)環(huán)境中的平均表現(xiàn)的遺傳位點(diǎn)與環(huán)境特異的遺傳位點(diǎn)之間存在明顯差異。全基因組回歸分析的結(jié)果表明環(huán)境特異位點(diǎn)也具有較高的應(yīng)用價(jià)值?？偟膩?lái)說(shuō)，本研究系統(tǒng)解析了稻米元素累積的遺傳基礎(chǔ)，并為通過(guò)遺傳改良的方式優(yōu)化稻米元素含量提供了豐富的優(yōu)異基因等位。相關(guān)研究成果分別發(fā)表在國(guó)際刊物Theoretical and Applied Genetics 和Frontiers in Plant Sciences上。

該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)（KFZDSW-111）、國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0800901）和國(guó)家自然科學(xué)基金（31470443 和31501391）的資助。