剖析野生稻種群適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的機制將有利于培育出耐氣候逆境的水稻品種。東鄉(xiāng)野生稻是迄今為止生長緯度最北的野生稻，具有很強的耐寒性，能越冬再生。然而，迄今為止，我們依然不清楚它是如何進化出對寒冷環(huán)境的適應(yīng)性，這限制了東鄉(xiāng)野生稻在耐冷水稻分子育種中的利用。
為此，陳彩艷研究員領(lǐng)銜的研究團隊結(jié)合數(shù)量性狀遺傳位點（QTL）作圖和進化分析剖析東鄉(xiāng)野生稻耐寒性的遺傳機制。通過在兩個東鄉(xiāng)野生稻遺傳群體中分別進行高通量SNP的區(qū)間作圖和單標(biāo)記分析，證實在東鄉(xiāng)野生稻中至少存在13個QTL位點同時控制耐冷性。利用與耐冷QTL連鎖的分子標(biāo)記以及全基因組均勻分布的分子標(biāo)記對多個野生稻和栽培稻進行進化分析，確定東鄉(xiāng)野生稻與其他耐寒性強的野生稻與較耐低溫的粳稻亞種具有較近的遺傳距離，屬于Or-III類野生稻；而耐寒性弱的野生稻與低溫敏感的秈稻亞種有較近的遺傳距離，屬于Or-I類野生稻。此外，東野1號是利用東鄉(xiāng)野生稻與栽培稻雜交選育出的第一個耐寒品種。通過對其進行全基因組的基因型鑒定，確定在東野1號種富集了多個東鄉(xiāng)野生稻的耐寒位點，這證實了這些耐寒QTL的應(yīng)用價值。因此，本研究全面闡述清楚東鄉(xiāng)野生稻對高緯度地區(qū)低溫環(huán)境適應(yīng)性的遺傳本質(zhì)，所發(fā)掘的耐寒QTL位點將有助于耐冷水稻的分子育種。
上述成果以Multiple cold resistance loci confer the high cold tolerance adaptation of Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon) to its high-latitude habitat為題發(fā)表于國際期刊Theoretical Applied Genetics（Mao et al. 2015. doi:10.1007/s00122-015-2511-3）。該研究得到了國家自然科學(xué)基金青年項目資助并順利結(jié)題。后續(xù)工作正以東鄉(xiāng)野生稻的最為主效的耐冷QTL為研究重點，在國家自然科學(xué)基金面上項目的資助下，開展該基因的圖位克隆與功能分析。