近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）联合山西农业大学、崖州湾国家实验室等单位在《自然—通讯》（Nature Communications）上在线发表了研究论文。该研究通过整合7765份水稻种质资源，基于图形泛基因组的meta-GWAS分析，显著提高了水稻种质资源群体中挖掘关键产量相关基因的效率。这一成果不仅为大规模水稻种质资源利用提供了新的工具和思路，也为水稻高产分子设计育种提供了新的重要基因资源。
丰富的水稻种质资源中积累了大量可以用来提高产量性状的优异自然变异。产量性状是复杂变异控制的复杂性状。目前对种质资源遗传变异尤其是复杂变异的解析尚不够深入，这一现状限制了产量性状相关基因的深入挖掘，进而影响了其在育种中的应用。
围绕该科学问题，该团队前期开展了深入系统的工作。在该研究中，研究团队采用meta-GWAS策略，整合来自6个不同种质资源群体的7765份水稻种质资源基因型和表型数据，挖掘产量相关新基因。基于图形泛基因组，共鉴定了6604898个单核苷酸多态性和42879个结构变异，进而又鉴定出156个与关键农艺性状相关的遗传位点，其中116个仅能通过meta-GWAS鉴定得到，显著提高了QTL的检测能力和遗传力的解释率。
在此基础上，成功挖掘了水稻粒宽和粒长性状相关的新基因GW10.2和GL11，并通过分子遗传学实验进行了功能验证。研究为水稻种质资源的高效深入挖掘和遗传改良提供了新的思路和工具，也为水稻高产分子设计育种提供了宝贵的基因资源。
基因组所（大鹏湾实验室）研究员商连光和崖州湾国家实验室钱前院士为论文的共同通讯作者。基因组所（大鹏湾实验室）和山西农业大学联培硕士研究生杨龙波，基因组所（大鹏湾实验室）副研究员贺文闯，福建省农业科学院副研究员朱义旺和已毕业博士生吕阳（现浙江省农科院）为论文共同第一作者。
该研究得到国家自然科学基金基础科学中心、中国农业科学院科技创新工程科学中心和中国农科院青年创新专项资金资助。该工作得到了基因组所、中国水稻研究所和崖州湾科技城超级计算平台的支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58081-1
