近日，福建省農業科學院生物技術研究所聯合中國農業科學院深圳農業基因組研究所、崖州灣國家實驗室、廈門大學生命科學學院等單位，在植物學頂級學術期刊《New Phytologist（新植物學人）》發表研究論文。該研究全面揭示了結構變異對水稻耐鹽性的影響，基于結構變異圖譜挖掘到了關鍵耐鹽基因——OsMADS56。
土地鹽堿化，是威脅農作物生長的主要環境因素之一。在水稻生長發育的各個階段，鹽脅迫均會對其造成不同程度危害，引發減產。應對土地鹽堿化，開發利用鹽堿地，必須“以種適地”，選育更多優異的耐鹽品種。
近年來，我國科學家挖掘了一批水稻耐鹽基因，并解析了其調控耐鹽性的分子機制，將其應用于育種實踐。本研究的創新之處，則在于揭示了結構變異對水稻耐鹽性的影響。
眾所周知，遺傳信息的本質，是DNA分子上ATCG等4種堿基的排列順序。其中任何細微的變化，都可能引發連鎖反應。結構變異指的是較長DNA片段的缺失、插入、重復、倒位、易位等。這些變化可能會導致基因的結構和功能發生改變。過去，由于基因測序手段的限制，許多結構變異很難被挖掘和鑒定。
在前期研究中，研究團隊利用全球核心種質資源構建了群體規模最大、基因組充分注釋、稻屬中最為系統的圖形超級泛基因組，解析了全面的水稻基因組序列變異圖譜。這為探究結構變異對水稻耐鹽性的影響奠定了基礎。
通過進一步研究，該團隊發現：許多結構變異，能夠影響相關基因的表達，進而影響水稻耐鹽性。他們挖掘到了一個位于OsMADS56基因上的結構變異。該變異導致了OsMADS56基因表達量的降低，從而影響了水稻的耐鹽性。
后續研究表明：OsMADS56是一個全新的耐鹽基因，對水稻耐鹽性發揮正向調控作用。在面對鹽脅迫時，它可通過協調抗氧化酶活性，調節體內活性氧的積累，以影響水稻耐鹽性。
之后，科研人員又在大多數耐鹽水稻品種中，檢測到了同樣的結構變異。這進一步表明，該結構變異確實對耐鹽基因OsMADS56產生了重大影響，在水稻耐鹽性調節中發揮了重要作用。
該研究利用水稻圖形超級泛基因組結合轉錄組學技術，使得過去難以發現的與耐鹽相關的結構變異得以揭示，為耐鹽基因挖掘和耐鹽優異種質資源的創新利用提供了全新解決方案，將進一步推動水稻耐鹽全基因組設計育種。
