水稻的遗传秘密为未来的农业和保护铺平了道路

由阿卜杜拉国王科技大学（沙特阿拉伯KAUST）和瓦赫宁根大学与研究所（荷兰）的研究人员领导的一项新研究发表在《自然遗传学》杂志上，为水稻进化提供了新的见解，展示了这种有价值作物的DNA如何在不同物种之间发生变化。预计这些发现不仅有助于提高水稻产量，而且有助于将水稻引入目前水稻生产难以维持的地区。

水稻是最早驯化的作物之一，可以追溯到大约10000年前。农民为营养和其他最大化利润的性状所做的人工选择降低了其遗传多样性，从而降低了其对环境压力的抵抗力。

另一方面，水稻的野生近亲（即Oryza）经历了大约1500万年的进化，这使这些近亲在其基因组（生物体中的所有DNA）中具有显著的遗传变异，从而能够适应各种环境条件，如高温、干旱和盐度。

KAUST教授Rod Wing和他的博士后研究员Alice Fornasiero一起领导了这项研究，他解释说：“水稻属拥有极其丰富的基因组。我们能够解释进化对水稻及其野生近亲集体基因组的影响。”。

人类是二倍体，这意味着他们继承了两组染色体——父母各一组。任何或多或少的事情都可能是致命的。植物可以是多倍体，这意味着它们可以从父母那里获得多组染色体。这些额外的集合产生了一个更大的基因组，可以促进对新环境或压力环境的适应，以及新性状甚至新物种的进化。

这项研究调查了9个四倍体和2个二倍体水稻野生近缘种。研究人员发现，该物种可以通过基因组的子集来区分。这些差异主要是由于转座因子，也称为跳跃基因，因为它们是从基因组中的一个位置移动到另一个位置的DNA序列，是创造遗传多样性的常见自然手段。

此外，二倍体和四倍体物种的存在导致基因组大小变化超过两倍。在这些巨大的DNA中，有一些基因增强了植物对更高温度、更干燥、更咸的土壤以及中东常见的其他环境压力的抵抗力，这些压力随着气候变化而在全球范围内增加。

这项研究还能够确定野生稻的进化树，显示新物种何时出现。这段历史为水稻何时经历了显著的胁迫提供了线索，这些胁迫刺激了植物的基因组变化。

瓦赫宁根大学教授Eric Schranz也为这项研究做出了贡献，他说：“这项工作的基因组分析为水稻及其复杂的野生近亲的进化提供了全面的理解。这项工作为未来开发能够承受恶劣环境的健壮水稻作物的努力提供了一个全面的框架。”。

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