CGM 第55期：水稻株型驯化极简史：1+3=1

通过改变生长习性，塑造有利株型，进而提高产量，是作物驯化过程中至关重要的一步. 利用完全匍匐生长的元江普通野生稻 (Oryza rufipogon) ，我们前期的工作表明PROG1基因的隐性变异是选择直立生长的一个重要靶点。最近，利用携带隐性prog1但半匍匐生长的东乡普通野生稻, 我们发现prog1 下游1.2-kb的约110-kb的染色体缺失导致了半匍匐到直立生长习性的转变。该缺失片段包含7个与PROG1基因相似的锌指基因，形成了一个锌指基因串联重复结构。在亚洲水稻 （O. sativa）驯化过程中，该染色体片段的缺失导致功能锌指基因的丢失，推动了株型的转变，最终实现产量的大幅度提高。基于这一新的发现，我们把该位点重新命名为RPAD（RICE PLANT ARCHITECTURE DOMESTICATION）位点。同时，在大约三千年前起源于非洲一年生野生稻 (O. barthii)的非洲栽培稻 (O. glaberrima)的RPAD位点，也存在一个与亚洲栽培稻相似的但独立发生的约113-kb染色体片段缺失导致了非洲栽培稻的直立生长。解析RAPD位点说明该位点的染色体片段缺失驱动了亚洲栽培稻和非洲栽培稻株型的平行驯化。RPAD位点染色体结构变异的多样性表明的串联重复序列可能促进了不等交换, 从而诱导了高频的有利自发突变供古人重复选择优良性状。我们的研究提供平行驯化发生的可能分子机制。