PBJ近日在线发表了中国农业科学院和崖州湾国家实验室合作的题为“Wild rice: unlocking the future of rice breeding”的综述论文，文章系统梳理了稻属各物种间的系统进化关系、分类及地理分布，栽培稻育种中已鉴定的野生稻来源基因，分析了野生稻耐生物胁迫、非生物胁迫基因的应用，对野生稻种质资源中耐逆性基因进行深入挖掘和育种利用，可以大大提高水稻的抗逆能力，促进粮食安全，为未来水稻的遗传改良奠定基础。
种质资源是育种进步的基础，对维护粮食安全至关重要。水稻属的野生稻物种具有丰富的遗传多样性来源和高度适应性，使其成为水稻育种的重要资源。野生型细胞质雄性不育资源的发现使杂交水稻的“三系”目标得以实现，显著提高了水稻产量。野生稻抗性等位基因的应用使水稻生产能够承受胁迫造成的损失。由于水稻育种而导致的遗传多样性减少对进一步发展构成了重大限制，可以通过系统地利用野生遗传资源来缓解，这些资源整合了原始栖息地的地理、气候和环境数据，以及使用先进方法进行广泛的种质收集和鉴定。利用植物基因组学的技术进步，对遗传机制的理解以及人工智能和基因编辑的应用可以进一步提高这一过程的效率和准确性。这些进步有助于基因的快速分离和功能研究，以及精确的基因组操作。本文系统总结了野生稻源优势基因和种质资源的利用情况，同时也探讨了野生稻种质资源的收集、保存、鉴定和利用。对基因组测序和生物技术发展的关注正在带来新的育种和生物技术机会。这些新的机会不仅将促进具有高产、卓越抗逆性和高品质的水稻品种的发展，还将扩大水稻品种之间的遗传多样性。
Oryza 属物种的系统发育关系、分类和地理分布。（a） Oryza 属物种之间的系统发育关系。（b） Oryza 属物种的分类学和地理分布。
用于栽培稻育种的野生稻来源基因。（a） 在野生稻中克隆的基因。（b） 应用于野生稻克隆的各种性状的基因比例。（c） 在野生稻中克隆的基因在 Oryza 属物种中的分布。
已在野生稻中克隆的有用基因。
优化野生稻的采集、鉴定、保护和利用以及促进栽培稻遗传改良的工作流程。
生物多样性作为遗传多样性的宝库，在全世界的水稻生产中发挥着至关重要的作用。野生水稻是稻种质创新和改良的重要来源，提供了丰富的遗传资源。海南省三亚市拥有世界上最大的野生稻种质资源圃（国家资源圃），收藏了21种野生稻和13000份种质样本。在植物和动物种质资源全球转运基地等平台的支持下，国家资源圃推动了国际野生稻联盟的发展，并推进了全球保护、研究和利用野生稻亲缘种和地方稻品种的系统。通过国际会议如国际野生稻会议等重大国际合作项目，促进了种质资源的联合调查、广泛、多层次的国际交流平台的建立，以及资源的引进和交换。目标是提高种质资源的安全保存和有效利用。未来将继续强调保护和利用野生稻种质资源，以识别对当代和未来水稻种植有价值的野生稻基因。这一努力旨在建立世界级的国家作物种质资源库，培育新的水稻品种，并向现代化水稻育种提供必要的遗传资源。我们保护野生稻种质资源的方法强调保护与利用并重。通过研究野生稻，我们可以在尊重和保护这些资源的同时，识别出水稻种植的高质量基因型，以防止滥用和过度开发。
为了推动从传统育种向高效、精准、目标明确的分子设计智能育种5.0的转变，我们必须加强野生稻基因组研究并挖掘其特殊的基因储备。结合现代分子标记辅助选择方法，我们可以更有效地提升水稻育种和生产。
中国农业科学院作物科学研究所、三亚中国农业科学院国家南繁研究院、国际水稻所郑晓明研究员为该论文的第一作者，崖州湾国家实验室钱前和中国农业科学院郑晓明为通讯作者，崖州湾国家实验室彭友林、乔继月以及澳大利亚布里斯班昆士兰大学Robert Henrry也参与了该论文的工作，该论文得到国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、三亚崖州湾科技城项目、国家自然科学基金项目和海南省科技专项基金的资助。