设计大米不再是梦想

专家表示，“3010亚洲栽培稻基因组研究”重大科技成果将推动水稻大规模基因发现和水稻复杂性状分子改良，提升全球水稻基因组研究和分子育种水平，加速水稻基因组研究和分子育种研究。发展优质、广适应、绿色高产水稻。水稻新品种选育。为此，经济日报记者采访了中国农业科学院相关负责人。

掌握水稻核心种质资源水稻作为我国最重要的粮食作物，其品质和产量与人民生活密切相关。其中，种质资源遗传多样性的利用对育种结果影响巨大。

水稻是全球最重要的农作物之一。在中国，水稻是最重要的粮食作物，占全国口粮的三分之二。尤其是对于南方人来说，不吃米饭就等于没吃饭。

改革开放后，我国水稻科学研究取得了非常重要的进展，包括在杂交育种、传统育种方法等领域取得了巨大突破。

但面对气候变化、资源短缺等新形势，需要不断适应人们对高品质、多功能等美好生活的要求。这对水稻育种科学提出了新的要求：如何在传统育种的基础上更加高效，实现优质多功能，满足不同人群的营养健康需求。其中，科学技术的发展成为至关重要的解决方案和解决办法。

作为这项研究成果的发起人，中国农业科学院作物研究所研究员李志康表示，无论是过去还是未来，育种结果取决于我们对种质资源遗传多样性的利用。 “全球共保存了78万份水稻种质资源，如何将其利用好用于育种，一直是我们面临的巨大挑战。”李志康说道。

为了弄清楚隐藏在水稻基因组中的“秘密”，2011年9月，中国农业科学院联合国际水稻研究所等16家单位联合启动了“3000个水稻基因组研究计划”。本研究旨在通过测序分析，建立核心物种基因型和重要农业性状表型数据库，进行全基因组相关性分析，进而大规模发现优良基因，提高水稻重要农业性状分子育种效率、加快高产、优质、广适应新品种培育进程，全面提升了我国水稻分子育种水平。

据专家介绍，“3010亚洲栽培稻基因组研究”所使用的3010份水稻材料经过团队非常严格、精准的分层采样。这些样本来自中国、南亚、东南亚等89个国家。它们集中在水稻多样性的中心区域，代表了78万份水稻种质资源遗传多样性的约95%。

本研究对水稻的起源、分类和驯化规律进行了深入探讨，揭示了亚洲栽培稻的起源和群体基因组变异结构，分析了水稻核心种质资源的基因组遗传多样性。

李志康认为，这项研究成果的完成只是一个开始。随着深入分析和更多数据的产生，包含水稻所有优良遗传多样性的数据库将变得更大、更复杂，人们可以找到与任何性状相关的关键基因。并应用于育种实践。这将为精准选择育种亲本开展水稻全基因组分子设计育种提供充足的基因源和遗传信息，为培育高产、优质、多抗的水稻新品种奠定基础。

证明水稻的起源本研究通过对大量重要进化基因的分析，首次提出籼粳亚种独立多起源假说，让中国悠久的稻作文化得到正确认识和传承

早在我国两千多年前的汉代，亚洲栽培稻的两大亚种“籼稻”和“粳稻”就已被人们所认识。然而，籼稻和粳稻的起源和命名在国际上一直存在争议。日本学者加藤重德于1928年将籼稻和粳稻分别称为“籼稻”和“粳稻”，并沿用至今。事实上，这两个名称在拉丁语中分别意为“印度”和“日本”，错误地反映了籼稻和粳稻的亲缘关系、地理分布和起源。我国老一辈著名水稻专家丁英老师将籼稻命名为籼稻亚种，粳稻命名为粳亚种。

对此，《3010个亚洲栽培稻基因组研究》通过对大量重要的进化相关基因进行单倍型和泛基因组分析发现，籼稻携带的很多基因在粳稻中并不存在，而粳稻携带的很多基因则存在于粳稻中。粳米中不存在籼米。此外，来自不同地理起源的稻农品种群体携带特定的基因家族。基于这些结果，本研究首次提出籼粳亚种独立多重起源假说，建议恢复籼粳亚种的正确命名，使我国悠久的稻作文化得以正确传承。理解并继承。

我国小麦基因组学专家张学勇研究员评价，籼稻和粳稻是中性术语，不具有明显的地域特征。这应该为全世界从事水稻和农业的科学家所接受。

此外，本研究对亚洲栽培稻类群的结构和分化提供了更详细、准确的描述和划分，从传统的5类群到9类群，即东亚（中国）的籼稻、南亚的籼稻、和东南亚。有4个籼稻组，包括籼稻和现代籼稻品种；东南亚温带粳稻、热带粳稻、亚热带粳稻3个粳稻组；以及来自印度和孟加拉国的澳大利亚和香米。

水稻基因“标签”的实现将极大推进水稻功能基因组和育种科学的发展。据此，科学家们可以找出由于缺乏某种性状而导致的问题所在，最终准确地设计出新的水稻品种。

多年前，世界粮食贡献奖获得者、国际水稻研究所前首席科学家库什就提出了“设计师水稻”的想法。如今，这个梦想正在逐渐变成现实。

“近年来，我国大力开展基因组测序和功能基因组研究，并获得了多项专利。但这些专利尚未应用到育种上。”李志康表示，育种专家不知道亲本杂交过程中在想什么。想要的基因在哪一个亲本，或者哪一个亲本效率更高，只能根据经验来判断。

“3010亚洲栽培稻基因组研究”的结果标记了每个亲本的所有基因。每个人都可以一目了然地看到每个亲本对应什么样的基因，从而可以将他们抽象的基因转化为育种专家可以理解的数据。李志康表示，这一成果将极大推进水稻功能基因组和育种科学，未来三到五年将涌现大量相关成果。

数以万计的基因通过组合调节特定的代谢途径，最终体现在作物性状的表达上。李志康打了个比方，这就像一场篮球比赛。场上五个人必须配合良好，各有分工，才能取得好的成绩。如果你找到五个顶级后卫或中锋，那是行不通的。你们要有最好的分工和协调。基因也是如此。许多基因共同作用，使作物具有相应的性状。如果任何影响某种代谢途径的基因出现问题，那么作物中该性状的表现就会出现问题。

“现在，通过全基因组扫描，我们可以找出特定品种中哪些基因或哪些基因导致了某种性状的丧失，然后从哪个亲本获得缺失的基因，然后用最好的育种方法获得“我们需要的基因，通过添加基因，就可以培育出我们需要的新品种。”李志康说。

他表示，未来培育高产高效绿色超级稻，育种策略必须整合种质资源和基因组技术，构建基于资源组合的遗传信息平台，使未来育种能够基于精准育种。大数据的遗传学。信息。这样制定的高效育种策略才能真正实现“设计育种”——，即在较短时间内培育出想要的品种。

中国农业科学院作物科学研究所所长刘春明表示：“过去五年，生命科学领域最大的、革命性的新技术就是基因编辑，我们可以非常有效地调整和改变。”基因组中的任何一点。这套技术将彻底改变农业研究的步伐。”而这项技术本身依赖于基因组。其中，3000个基因组代表了水稻变异的相当一部分。 “我们可以修改任何一个变异点，并完全按照目标进行修改，也可以消除它。这是未来基因组研究的重点。”刘春明说道。

对此，中国农业科学院院长唐华军表示，“下一步，要把水稻基因组研究与分子育种结合起来，尽快选育出优质新品种，满足高质量发展的需要。”不同人群的需求。”