科研进展| 大数据计算平台支撑基因组所3000份水稻项目论文在《自然》发表

4月26 日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所、中国农业科学院深圳生物育种创新研究院黎志康团队、阮珏团队在水稻基因组研究中取得重大突破，“3,010份亚洲栽培稻基因组研究”的研究论文发表在国际顶级期刊《自然》杂志上。

2011年 9 月，中国农业科学院、国际水稻研究所和华大基因在深圳共同启动了“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”（3K Rice Project），旨在通过重测序建立核心种质基因型和表型数据库，规模化发掘优良功能基因，提高水稻重要农艺性状的分子育种效率。基因组所计算平台为该计划提供了大数据分析，解析了3010份水稻种群基因组多样性的本质。

3010份水稻代表了全球78万份水稻种质约95%多样性的核心种质。该研究剖析了3010份水稻核心种质的基因组遗传多样性，对水稻的起源、基因、分类和进化规律进行了深入的探讨，相关成果对于规模化水稻基因发掘和水稻复杂性状分子改良的技术瓶颈的突破将产生极大促进，为我国水稻研究从传统“经验育种”向现代“精准育种”跃升奠定了坚实基础。将全面提升我国乃至全球水稻基因组研究和分子育种水平，全世界水稻研究者及更多相关领域科学家都将从中获益。

此外，该文章还阐述了亚洲栽培水稻起源的新观点，并恢复了籼（indica）、粳（japonica）亚种的正确命名。籼/粳稻的起源和命名在国际上一直极具争议。日本学者加藤茂范于1928年将“籼”、“粳”称为indica（Oryza sativa L. subsp. indica Kato）和japonica（Oryza sativa L. subsp. japonica Kato），并一直沿用至今。此次研究通过对大量重要进化相关基因的单倍型和泛基因组分析结果首次提出了籼、粳（gěng）亚种的独立多起源假说，并恢复使用籼 （Oryza sativa subsp.xian）、粳（Oryza sativa subsp. geng）亚种的正确命名，使中国源远流长的稻作文化得到正确认识和传承。

同时，该研究也是国内外“大联合”—“大协作”—“大共享”典范。“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”启动后，2014年，3000份水稻基因组测序数据公开发布于NCBI、DDBJ、GigaScience、阿里云等数据库，与全球共享。同时，基于测序结果建立了若干重要数据库和资源：SNP和表型数据库（Rice SNP-Seek Database）；3K 泛基因组数据库（RPAN: Rice Pan-genome Browser）；另外，泛基因组和结构变异原始数据将发布在Nature旗下的Scientific Data杂志上。目前3000份水稻种质已经发放给中国科学院、武汉大学、华中农业大学等40家科研单位、高校和育种单位，发放超过4万份次，用于大规模发掘影响水稻高产、抗病虫、抗逆、优质新基因和育种应用，全面开始推进水稻全基因组分子育种。

该研究科技部、比尔·梅琳达盖茨基金、中国农业科学院等项目的资助，是基因组所科学家半年以来继《细胞》杂志的第二篇国际顶级文章，进一步奠定了基因组所和深圳市在国际农业基因组研究中的地位。