土壤盐碱化是限制作物生产的主要非生物胁迫之一。水稻（Oryza sativa L.）是最重要的粮食作物之一，是世界一半以上人口的主要食物来源，盐碱胁迫严重影响水稻的生长发育，导致产量下降，对世界粮食安全构成重大威胁。发掘耐盐碱的水稻种质资源并解析相关基因调控机制是解决上述问题的有效手段。

近日，威尼斯569vip游戏水稻抗逆分子设计育种团队联合中国农业科学院作物科学研究所在Frontiers in Plant Science（中科院1区 TOP，IF=6.627）在线发表了题为“Genome-wide association and epistasis studies reveal the genetic basis of saline-alkali tolerance at the germination stage in rice”的研究论文（https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1170641）。作者基于“3000份水稻基因组计划”（3,000 Rice Genome Project，3KRG）中736份材料在盐碱胁迫下的表型鉴定，通过全基因组关联和上位性分析，解析水稻耐盐碱性的遗传基础。

本研究鉴定了不同水稻材料在盐碱胁迫和对照条件下的7个萌发相关性状，利用全基因组关联和上位性分析（GWAES），解析水稻耐盐碱性的遗传基础。共检测到与耐盐碱性显著关联的165个主效QTN和124个额外的上位性QTN，可解释736份水稻材料耐盐碱性状表型变异的绝大部分。这些QTN大多位于包含耐盐碱QTN或已知耐盐碱基因的基因组区域。上位性作为水稻耐盐碱性的重要遗传基础，通过基因组最佳线性无偏预测进行了验证，其中包含主效和上位性QTN数据集的预测精度始终优于单独的主效或上位性QTN。基于高分辨率定位以及已报道分子功能的综合证据，确定了两对重要上位性QTN的候选基因。第一对包含糖基转移酶基因LOC_Os02g51900（UGT85E1）和E3连接酶基因LOC_Os04g01490（OsSIRP4），第二对包含乙烯应答转录因子LOC_Os02g43790（AP59）和Bcl-2相关抗凋亡家族基因LOC_Os09g35630（OsBAG1）。对这些重要QTN候选基因的启动子和CDS区进行单倍型分析，鉴定出对耐盐碱性影响较大的有利单倍型组合，可用于通过选择导入提高水稻耐盐碱性。该研究为今后水稻芽期耐盐碱的功能基因组和育种工作提供了耐盐碱的种质资源和有价值的遗传信息。

图1. 水稻芽期与耐盐碱性相关的主效QTN

图2. 水稻芽期与耐盐碱性相关的QQI（QTN-by-QTN interaction）

威尼斯569vip游戏作物遗传育种硕士研究生章果根为该文第一作者，威尼斯569vip游戏石英尧副教授和中国农业科学院作物科学研究所张帆研究员为通讯作者，多名研究生参与本研究。本研究由安徽省科技重大专项、安徽省良种联合攻关（水稻）等项目资助。（章果根 一审：陶帅 二审：王晓波）