马良勇/张锐合作团队鉴定早籼稻品种选育中骨干亲本核心基因组框架

        2021年8月5日，中国水稻研究所马良勇研究员团队和中国农业科学院生物技术研究所张锐研究员团队合作在Journal of Genetics and Genomics在线发表了题为“A backbone parent contributes key genomic architecture to pedigree breeding of early-season indica rice”的研究论文，报道了在长江中下游双季早籼现代品种中，通过基因组测序及序列溯源分析等手段，初步挖掘出早籼骨干亲本嘉育253所携带的核心基因组框架。

        骨干亲本在近现代水稻育种中的广泛使用极大地促进了品种的改良与更新换代。该研究基于30多年的早稻育种经验，针对骨干亲本配组衍生后代容易选育出新品种的现象，以系列早稻品种作为研究对象，尝试解析骨干亲本在水稻育种改良中的潜在遗传机制。

        该研究收集了25个现代早籼代表品种，包含了骨干亲本嘉育253及其后代品种，常用亲本中选181及其后代品种，以及其它亲缘关系较远的旁系品种。首先，利用三代测序完成了对骨干亲本嘉育 253 的高质量基因组组装，并以此为参考，完成其它供试材料的重测序分析。在此基础上，比较嘉育253家系与中选181家系的序列特征，分别鉴定到250Mb和163Mb的高度保守序列（下图）；进一步观察这些保守序列在其它品种中的分布情况，最终鉴定到167Mb以嘉育253为代表的现代早籼稻品种普遍共享的核心基因组序列，说明了骨干亲本具备一套符合现代早籼生产需求的优异基因组框架，而这套“整体性”的框架似乎更容易将优异的综合农艺性状“打包”传递给后代品系。这可能是骨干亲本的应用能“多”出品种、出“好”品种的遗传本质。

        该研究的结果有利于新骨干亲本的挖掘与利用，优异种质的创制，并有望为水稻全基因组设计育种提供支持。

        育种选择更倾向优异骨干亲本。绿色，嘉育253家系特有的保守序列；紫色，中选181家系特有的保守序列；橙色，两个家系保守序列的重叠区。

        中国水稻研究所陈俊宇助理研究员和张华丽助理研究员、北京诺禾致源邓淑翰硕士为该论文的共同第一作者，马良勇研究员和张锐研究员为该论文的共同通讯作者。中国科学院遗传发育研究所梁承志研究员等参与了该项研究。相关工作得到国家863计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.07.011