CGM第506期：泛基因组参考序列揭示野生稻和栽培稻的遗传多样性

普通野生稻（Oryza rufipogon）是世界重要粮食作物亚洲栽培稻（Oryza sativa L.）的祖先，其驯化历史可追溯至约一万年前。尽管野生稻存在产量低、易倒伏等不利于农业生产的性状，但在长期自然选择过程中形成了优异的抗病耐逆等特性，成为现代水稻育种的重要遗传资源。面对全球人口增长和气候变化加剧的双重挑战，将野生稻的优良性状导入现代品种，培育兼具高产潜力与环境适应性的水稻品种，是应对粮食安全问题的重要途径之一。然而，传统依赖单一参考基因组的研究模式难以全面捕捉水稻丰富的遗传多样性，且现有水稻泛基因组研究主要集中在栽培稻领域。因此，构建高质量、大规模的野生稻泛基因组，系统解析其遗传多样性，全面挖掘耐逆、抗病等优良性状的遗传基础具有重要意义。

本研究系统整合了129份代表性普通野生稻和16份亚洲栽培稻材料，构建了一个充分覆盖野生稻和栽培稻遗传多样性的泛基因组（pangenome）图谱。该泛基因组相比公认的水稻参考基因组（IRGSP 1.0）新增了38.7亿个碱基对，共包含69,531个基因，其中近20%为野生稻特有基因。富集分析表明，这些基因与抗病防御、环境适应性等性状密切相关。研究发现，野生稻中抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，我们精准定位到1,184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包含2个已验证的抗稻瘟病基因。这些发现为培育抗病耐逆的水稻品种提供了宝贵的基因资源。

基于高质量的基因组序列，本研究进一步开展了单倍型和进化分析，证实亚洲栽培稻各类群的早期关键驯化位点均来源于粳稻祖先Or-IIIa，为亚洲栽培稻单起源假说提供了有力支持。此外，研究揭示了南亚栽培稻类群之间存在广泛的基因交流，并由此定义了一个新的栽培稻亚群——intro-indica，绘制了一副更为完整的水稻进化和驯化路线图。该研究成果有效填补了野生稻和栽培稻基因组学研究的缺口，为进一步挖掘野生稻优异等位基因、追溯重要农艺性状基因的起源、精准培育抗逆性强、资源利用率高、产量潜力大的水稻新品种奠定了坚实基础。