近期，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳彩艷團隊在解析稻米元素累積的遺傳機制研究中取得新進展。

水稻作為世界上超過一半人口的主糧，稻米中礦質(zhì)元素含量對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。為解決這一問題，團隊科研人員利用包含575個品系的水稻自然群體，從2014年至2017年在總共8個種植環(huán)境中對稻米元素含量進行了考察。結(jié)合自然群體的基因型數(shù)據(jù)進行全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定了96個在多個環(huán)境下具有穩(wěn)定遺傳效應(yīng)的顯著關(guān)聯(lián)位點?；谶@些遺傳位點進行的遺傳網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，稻米中各個礦質(zhì)元素累積的遺傳基礎(chǔ)相對獨立。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環(huán)境中的平均表現(xiàn)的遺傳位點與環(huán)境特異的遺傳位點之間存在明顯差異。全基因組回歸分析的結(jié)果表明環(huán)境特異位點也具有較高的應(yīng)用價值?？偟膩碚f，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（KFZDSW-111）、國家重大研發(fā)計劃（2017YFD0800901）和國家自然科學(xué)基金（31470443 和31501391）的資助。