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據(jù)“中國科學(xué)院植物研究所”公眾號21日消息，亞洲稻又稱水稻（Oryza sativa L.），包括粳稻（Japonica）和秈稻（Indica）兩個亞種，不僅是最重要的糧食作物之一，也是理論研究中日益受到重視的模式生物。盡管迄今針對水稻開展了大量研究，但關(guān)于水稻起源/馴化的歷史已爭論了半個多世紀(jì)，存在各種推論和觀點。

目前存在兩種主流假說：一次起源（single-origin）和多次起源（multiple-origin）假說，前者推測水稻單次起源于中國的普通野生種（O. rufipogon），而后者認(rèn)為水稻不同亞種分別起源于不同的地理區(qū)域，粳稻起源于中國的普通野生稻，而秈稻則起源于南亞和東南亞的尼瓦拉野生稻（O. nivara）。

中國科學(xué)院植物研究所葛頌研究組基于1578份水稻和野生稻樣本的重測序數(shù)據(jù)，采用一種新的分析策略探討了水稻的起源/馴化歷史，即在全基因組水平上通過分析馴化基因的起源來推斷水稻的野生祖先和起源地點。

該研究首先厘清了水稻和野生稻的群體遺傳結(jié)構(gòu)和群體動態(tài)歷史，明確水稻包括6個品種群（indica, aus, rayada, aromatic, temperate japonica和tropical japonica）以及兩種野生稻存在4個遺傳組分（Ruf1, Ruf2, Niv1和Niv2）。

在此基礎(chǔ)上，研究人員通過全基因組掃描，鑒定到993個在indica和japonica中同時受到選擇的基因（馴化基因），進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其中80%與來自中國的普通野生稻，而其余20%起源于南亞和東南亞地區(qū)的尼瓦拉野生稻，這些馴化基因在水稻馴化過程中發(fā)生了持續(xù)的亞種間基因漸滲，因而共享在整個水稻的基因庫中。

進(jìn)一步對36個知名馴化基因進(jìn)行單倍型網(wǎng)絡(luò)分析，顯示中國南部和印度北部為水稻的二個主要馴化中心，東南亞以及印度南部也可能是水稻的次級馴化地區(qū)。上述結(jié)果充分證明水稻為多次起源/馴化的產(chǎn)物。

水稻起源推測圖。野生祖先種(O. rufipogonand O. nivara) 地理分布用不同顏色標(biāo)識。綠色菱形代表起源于中國的馴化基因，棕色三角代表起源于南亞和東南亞的馴化基因。

該研究重測序了422份廣布于野生稻分布區(qū)的代表性樣本，為水稻遺傳改良和進(jìn)一步的理論研究提供重要的數(shù)據(jù)資源；鑒定出一批水稻和野生稻種質(zhì)資源庫中鑒定錯誤和遺傳混雜的樣品。該研究還發(fā)現(xiàn)，某些選擇性清除區(qū)段內(nèi)包含了不同起源的馴化基因，說明基于合并選擇性清除區(qū)段重建系統(tǒng)發(fā)生的方法在探討作物馴化歷史時可能出現(xiàn)誤判。

上述研究成果以長文的形式在最新一期的國際學(xué)術(shù)期刊Nature Plants發(fā)表。植物所博士后景春艷、副研究員張富民以及博士研究生王秀花和王美霞為該論文的共同第一作者，葛頌研究員為論文的通訊作者。合作者還包括加州大學(xué)歐文分校Brandon S. Gaut教授、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所鄭曉明博士和劉榮博士。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項子課題、國家重點研發(fā)計劃以及中國博士后基金的資助。