13個(gè)水稻基因組揭示了跟上不斷增長的人口的方法

全世界數(shù)十億人依賴大米作為他們飲食的支柱。谷物提供全世界人類消耗的卡路里的約20%。水稻生產(chǎn)對于全球糧食安全至關(guān)重要，而且隨著全球人口到2050年將擴(kuò)大到20億人口，需求將會增長。為了跟上這一步，農(nóng)民將需要能夠高效和可持續(xù)地種植新的水稻品種。新的環(huán)境和不斷變化的氣候。

由冷泉港實(shí)驗(yàn)室(CSHL)和美國農(nóng)業(yè)部的Doreen Ware博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)??建了一個(gè)巨大的新遺傳資源，將加快開發(fā)新水稻品種的努力，指導(dǎo)育種者使用基因植物抵抗害蟲，在惡劣的環(huán)境中茁壯成長，并產(chǎn)生大量的谷物。

在由亞利桑那大學(xué)的植物科學(xué)家Rod Wing博士和CSHL的科學(xué)信息學(xué)經(jīng)理Joshua Stein博士領(lǐng)導(dǎo)的研究中，一個(gè)國際科學(xué)家聯(lián)盟對7種野生稻和兩種馴化品種的基因組進(jìn)行了測序：耐旱品種名為Nagina 22，IR8，即所謂的“奇跡大米”，是1967年開發(fā)的高產(chǎn)品種，在綠色革命中起到關(guān)鍵作用，有助于緩解亞洲的饑荒。

將這9個(gè)新的水稻基因組序列與之前可用的4個(gè)野生稻基因組進(jìn)行比較，該團(tuán)隊(duì)對該植物1500萬年的進(jìn)化歷史產(chǎn)生了新的看法。

由于新創(chuàng)建的遺傳資源非常廣泛，代表了在亞洲，非洲，南美洲和澳大利亞的棲息地中進(jìn)化的遠(yuǎn)緣稻種，它使研究人員能夠?qū)⒂袃r(jià)值的序列歸零，這些序列在植物適應(yīng)不同的生長條件。“我們能夠看到這些已經(jīng)暴露于不同疾病或其他挑戰(zhàn)的野生物種。在某些情況下，這些植物已經(jīng)能夠適應(yīng)這些挑戰(zhàn)，我們可以看到基因組中的足跡，” Ware，CSHL兼職副教授。

在2018年1月22日發(fā)表的一份報(bào)告中，作為自然遺傳學(xué)封面故事的一部分，該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)介紹了他們分析中發(fā)現(xiàn)的一組有價(jià)值的工具：數(shù)千種似乎可以編碼抗病性的基因。利用這些基因來開發(fā)能更好地抵御真菌，細(xì)菌和其他病原體感染的作物，可以減少對農(nóng)藥的需求，并有助于確保世界各地更可靠的水稻收成。

斯坦說，新近獲得的基因組中嵌入的信息將通過傳統(tǒng)育種實(shí)踐以及新遺傳技術(shù)的幫助加速改良水稻品系的發(fā)展。該團(tuán)隊(duì)的比較分析還為科學(xué)家提供了新的線索，這些線索可以推動(dòng)新特性的進(jìn)化，對育種者具有潛在價(jià)值。

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