The Crop Journal│我室在长雄蕊野生稻中发掘出系列水稻高产、抗病虫新基因

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，养活了世界50%以上的人口。因此，如何不断提高水稻产量对保障世界粮食安全、促进人类社会可持续发展意义重大。野生稻遗传多样性丰富，适应性强，含有大量优良基因和遗传变异，是水稻遗传改良的重要基因资源。但由于野生稻与栽培稻杂交不亲和，其优良基因难以被有效利用。因此，野生稻有利基因发掘利用一直充满挑战。

近日，杂交水稻全国重点实验室（武汉大学）在The Crop Journal在线发表了题为“Resequencing-based QTL mapping for yield and resistance traits reveals great potential of Oryza longistaminata in rice breeding”的研究论文，作者以9311为受体构建了一套含152个株系的长雄蕊野生稻BC2F20染色体片段导入系，通过重测序结合多年多点的产量、抗稻瘟病、抗白叶枯病、抗稻曲病和抗稻飞虱等重要农艺性状的鉴定，发掘到13个长雄蕊特异的促进水稻高产QTL位点和12个提高水稻抗病、抗稻飞虱的QTL位点，其中包括两个高抗稻曲病的基因。

作者发现与9311相比，长雄蕊野生稻导入系穗粒数最多可达9311的两倍，千粒重最大达35.6g，超过9311的27%；粒长最长达11.4mm，超过9311的25%。对其抗病性鉴定表明，长雄蕊野生稻导入系稻曲病抗性、白叶枯抗性和细菌性条斑病抗性最高达1级、稻瘟病抗性达3级；稻飞虱抗性最高达1级，与高抗褐飞虱品种珞杨69相当。为有效利用这些长雄蕊野生稻优良基因，作者对152个长雄蕊野生稻BC2F20染色体片段导入系进行了重测序，发现这些导入系所携带的外源片段覆盖了野生稻99.6%的染色体区段。在此基础上，作者根据长雄蕊野生稻与9311的SNP差异，在12条染色体上选择了2432个特异连锁分子模块标记（Bin Marker）对长雄蕊野生稻优异性状进行关联定位，分别发现7个增加千粒重、6个增加穗粒数、2个抗稻曲病、1个抗白叶枯病、1个抗稻瘟病和8个抗褐飞虱的长雄蕊特异新基因。这些长雄蕊野生稻新基因的发现和新种质的创制为进一步提高水稻产量和抗病虫能力、促进水稻可持续发展提供了新的基因资源。

我室龙伟雄博士为该论文第一作者，李绍清教授为通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（U20A2023和31870322）的资助。