[农科专家在线] 黎志康｜《自然》长文报导植物界最大的基因组测序工程“3000份水稻基因组计划”！设计水稻梦想照进现实！！!
黎志康
博士生导师 研究员
中国农业科学院农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程首席科学家，国际动植物基因组年会植物分子育种分会发起人和主持人。
2018年4月25日，国际顶级期刊《自然》杂志长文报导由中国农业科学院作物科学研究所牵头，联合国际水稻研究所、上海交通大学、华大基因、深圳农业基因组研究所、安徽农业大学、美国亚利桑那大学等16家单位共同完成的“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”。
巨量的自然多态性数据
我们发现了巨大数量的SNPs，仅与一个参考基因组比较就发现了2700万的二态性的SNPs，是目前分子标记数最大的平台。为了方便大家应用，我们把数据简化成多种子集，有1700万、480万、40万等等，使得研究人员可以根据自己的研究需要和计算能力来利用数据，使得研究人员可以根据自己的研究需要和计算能力来利用数据。
籼、粳命名的恢复
亚洲栽培稻的两个大亚种-籼稻和粳稻，在我国农耕历史上早就被认识到的，日本学者在国际学术期刊首次用了indica和japonica来称呼籼稻和粳稻，这种方式有一定的误导性，可能让不知情的外国学者认为籼稻起源于印度，粳稻起源于日本。学术上纠正误解是很重要的工作。籼稻和粳稻命名在我国有两千年以上的历史，第一任中国农业科学院院长丁颖先生就系统的提出了Xian和Geng命名法，我们把这种命名方法重新恢复使用。indica和japonica存在一定的误导，而籼、粳是中性名词，这是更为合理的，因此我们恢复水稻这种命名方法。我在这里也向全国科研工作者呼吁，今后发表文章有涉及到的，都使用这种命名方式。
当今最精细的亚洲栽培稻种群分类
过去，主流分类方式认为亚洲栽培稻分为籼稻、热带粳稻、温带粳稻、Aus和混合类型。我们将水稻分成九个群体，包括四个籼稻的亚群和三个粳稻的亚群，以及Aus、Aro。这是目前对水稻分类最精细的描述。
3,010份亚洲栽培稻的群体结构
发现丰富的基因组结构变异
我们检测的结构变异分成四类，包括易位、倒位、重复和缺失。过去在育种上，我们普遍认为种内的变异反映在等位基因上的变异，基因在染色体上的位置是固定的，但我们发现存在大量的结构变异。在未来育种上基因的位置可能因为不连锁发生改变，在育种上有重要的指导意义。
全球首个近乎完整、高质量的农作物-亚洲栽培稻的泛基因组-物种基因总数的确定
我们发现了约2万个新基因，其中1.2万个拿到了全长序列。以前我们认为每个个体的基因数目是相同的，我们发现在水稻中不是这样。亚洲栽培稻整个物种中，一部分是核心基因组，大概占总基因数的62%；一部分是分布式基因组，大概占38%。每个个体的基因数在这个物种中只占70%。换句话说，每个水稻品种中有30%的物种基因是没有的。再加上它的等位基因数，这些基因为未来的基因发掘提供了非常重要的信息。
所谓核心基因指这套基因是所有水稻个体都拥有的，参与必要的生物学功能。非核心的基因功能主要集中在各种各样的生态、抗性、逆性等等。换句话说，未来功能基因组的研究重点或许应该放在非核心基因组上，这对于品种的适应性价值是重大的，它的多样性高，应用价值更好。
亚洲栽培稻泛基因组及其群体特征
亚洲栽培稻独立多起源的
讨论
我们的数据不支持籼稻驯化自粳稻的模型，籼稻和粳稻应该是独立驯化的。
3000份水稻基因组材料和数据在规模化基因发掘中的应用
四年前就开始把数据公开了，当时拷贝一份数据需要一个多月的时间，很多单位找我们要，我们当时计算机的能力没能够满足大家的需求。我们已经向40余家高校发放了4万份次材料，就是为了加速信息的使用，加速我们国家功能基因组的平台和育种平台的应用。全国各个单位将对所有水稻重要农业性状进行大规模的基因发掘和育种实践，这个项目将对我国的水稻研发起到大规模的推动作用。
数据库的建立与共享
我们想建立水稻功能基因组和育种数据库。现在已经建成了SNP数据库、泛基因组数据库，正在建立水稻功能等位基因的数据库。再加上全国40多家协作单位在不断的进行表型实验测量，功能基因组的研究数据，最终建立一个更加综合的数据平台。所以，这些数据库将成为水稻功能基因组研究成果在水稻育种应用中的桥梁，开启后基因组时代的水稻设计育种。
数据库网址：
RMBreeding databases:
http://www.rmbreeding.cn/index.php
3K RG SNP数据库SNP-Seek:
http://snp-seek.irri.org
Rice遗传数据：
http://www.ricecloud.org/
IRRI Galaxy:
http://galaxy.irri.org/
3K Rice Pan-genome Browser:
http://cgm.sjtu.edu.cn/3kricedb/.
