The Crop Journal | 安徽农大联合中国农科院作科所发布水稻“Rice3K56”基因芯片

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

种业是制约农业发展的关键因素，突破种源“卡脖子”问题一直是我国的重大战略需求。水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一，对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用。然而，可靠且低成本的基因分型工具仍限制着水稻分子育种水平的进一步提高。基因芯片作为分子育种的关键技术之一，相关基础研究是提高我国作物设计育种水平的重大亟需。

近日，安徽农业大学农学院和中国农业科学院作物科学研究所联合华智生物技术有限公司在The Crop Journal在线发表了题为“Rice3K56 is a high-quality SNP array for genome-based genetic studies and breeding in rice (Oryza sativa L.)”的研究论文。作者基于“3000份水稻基因组计划”（3K Rice Project，3KRP）的研究结果，成功开发了一款具有自主知识产权的水稻基因芯片Rice3K56，对水稻基因组遗传研究和分子育种应用具有重要的理论与实践意义。

研究者基于目前水稻中规模最大的基因组变异数据集（来自全球89个国家和地区的3024份水稻种质），分别以日本晴和9311为参考基因组，在粳稻中挑选了2,910,585个SNP多态性位点，在籼稻中挑选了4101个特有的位点，开发了该款包含56,606个高质量SNP的Rice3K56基因芯片。Rice3K56基因芯片具有准确度高、重复性强、流程简单等优点，其包含了已克隆的2372个重要功能基因的变异位点，涵盖了大多数的抗病、抗虫、育性、产量、品质以及非生物胁迫等重要基因。通过多个实例研究证明，Rice3K56基因芯片在群体多样性分析、品种差异分析、全基因组关联分析（GWAS）和基因组选择预测（GS）中均具有较好的效果。基于192份代表性的种质测试发现：（1）Rice3K56芯片具有极高的基因分型一致性（99.6%）和覆盖度（相邻SNP间的平均距离仅为6.7 kb）；（2）遗传多样性分析表明，芯片的高质量位点很好地将测试种质划分为籼、粳和aus亚群，与重测序结果高度一致；（3）利用84个测试种质的Rice3K56芯片基因型结果和13个农艺性状进行GWAS分析，检测到108个显著关联位点。值得注意的是，位于第3染色体上的1个显著SNP正好位于粒型基因GS3的编码区上，说明Rice3K56芯片能够直接定位到基因上，具有较高的精确度；（4）利用Rice3K56芯片对已经商业化推广的龙粳系列等8个品种进行分析，其基因组存在一定差异，体现了该芯片在品种鉴定中的优势；（5）利用Rice3K56芯片基因型结合相关群体进行的GS分析，同样具有良好的表型预测能力。目前，Rice3K56芯片已经逐步被科研人员和育种家们认可，并广泛应用在连锁图谱构建、群体多样性分析、品种差异分析、QTL定位、GWAS和GS等研究中。该芯片的研制将有助于缩短我国水稻育种周期，提升育种效率，进一步提高我国水稻育种的自主创新能力。

作者和基金项目

安徽农业大学农学院博士后张超普、黎珉副教授和硕士研究生梁伦平为该文共同第一作者，中国农业科学院作物科学研究所王文生研究员、黎志康研究员（安徽农业大学农学院讲席教授）和华智生物田冰川研究员为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（31971927，U21A20214）、安徽省科技重大专项、安徽省良种联合攻关（水稻）、国家重点研发计划项目（2020YFE0202300）、三亚崖州湾科技城科技创新联合项目（B21HJ0215，B21HJ0223，B21HJ0508）和中国农业科学院南繁专项项目（YBXM04）的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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