拓宽水稻多样性 深圳科学家找回栽培稻丢失的功能基因

抗病、抗虫、耐淹、耐寒、氮高效……在水稻培育追求“高产”的过程中，很可能会丢失一些重要的基因，水稻品种“多样性”减少。如何找回稀缺的基因资源，以更好地研究稻属的遗传变异，成为深圳数位科学家的研究课题。

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（以下简称“基因组所”）组织攻关，与中国农业大学、南京农业大学、中国水稻研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位合作，组装了251份高质量的水稻基因组，构建了目前植物中群体规模最大的、基因组注释最充分的、稻属中最为系统的超级泛基因组。该图谱的完成将极大地促进水稻功能基因挖掘和水稻种质资源利用，相关成果发表在《细胞研究（Cell Research）》。

稻属包括亚洲栽培稻和非洲栽培稻两个栽培种，它们分别从普通野生稻和短舌野生稻驯化而来。在水稻基因组学研究上，中国一直走在世界前列。20年前，中国科学家独立绘制完成并成功“解读”了水稻基因组序列，这也是人类第一次在基因组层面认识了水稻。5年间，中国科学家已完成构建4个水稻泛基因组。

为了把“关键基因”找回来，拓宽水稻的多样性，钱前院士团队等科研人员面向全球收集水稻种质资源，系统地评估不同的表型。“有的耐水淹、有的氮高效，有些高产但品质不好，有些品质好但不高产，我们把这些水稻种质整理起来，为后续研究提供便利”。

目前，科研人员将这251份水稻资源种植在深圳市大鹏新区的中国农业科学院深圳综合试验基地。这些水稻之间株型差异甚大，最高的2米，最矮的仅70厘米，都是非常具有代表性的全球核心种质资源。

“保障国家粮食安全，第一个要做到就是种源自主可控，好的种子在高产的同时，还要具备各种优良的性状，比如更有营养、更多抗。”商连光介绍，通过对251份水稻材料全部测序，可以很清楚地看到哪个品种里面带着什么基因，从而快速地聚合育种。

根据《广东省推进农业农村现代化“十四五”规划》，深圳在农业科技创新工程、“粤强种芯”工程等方面承担着重要使命，提出支持深圳打造农业科技创新先行示范区，加快打造深圳国际种业硅谷（中心）。“深圳虽然没有农民，但可以引领农业的发展，充分发挥高科技农业的创新优势。”商连光认为，研究团队的成果还能推动个性化食品的定制。比如功能性食品，一些糖尿病患者，对大米淀粉含量有要求，通过基因组合，实现更为个性化的食品定制。

成立于2021年3月的中农美蔬，主要基于消费者体验利用全基因组设计育种技术进行美味番茄等蔬果新品种的培育。中农美蔬通过自主研发功能性蔬果产品，打造具有品牌效应的高科技农业技术企业，开创了“从消费者需求出发，通过种子到田间再回到消费者”的全产业链技术集成服务模式。中农美蔬备受投资机构青睐，目前已获得IDG等投资机构700万元的天使轮投资，推出深爱系列番茄新品种7个，并已在广东省韶关市、河源市、江西省赣州市等地相继推广种植，预计在今年年底完成第二轮融资。