编译：龚晶北京市农林科学院农业信息与经济研究所
具有一个或多个基因改变的突变体植物群体，是阐明基因功能的重要工具。借助于单核苷酸水平上的全基因组测序，研究人员可以通过观察特定性状的增加或减少来推断基因的功能。然而，就水稻而言，对于突变体集群的利用却受到几个因素的限制，包括有品种相对较长的六个月生命周期以及大多数突变植物系缺乏序列信息等。
近期，在《植物细胞学》杂志发表的一篇论文中，一个由PamelaRonald教授领衔的团队，对Kitaake这一具有短生命周期的水稻品种，进行了首个快中子诱导的突变体群体全基因组测序研究。PamelaRonald是加州大学戴维斯分校植物病理学系基因组中心教授，也是美国能源部（DOE）联合生物能源研究所（JBEI）草地遗传学部主任。
Kitaake的生命周期仅有9周，且对光周期的变化不敏感。这一突出特征有助于加速水稻和其他单子叶植物（包括草在内的开花植物）的功能遗传研究。劳伦斯伯克利国家实验室（LawrenceBerkeleyNationalLaboratory）项目科学家及联合生物能源研究所草地遗传学部副主任李国田（GuotianLi）指出，目前比较受欢迎的一些水稻品种每年仅能种植2代，而Kitaake可以实现每年4代，这无疑能加速功能基因组学研究进展。
在开展的前期研究中，李国田以及本论文的两位共同作者MawshengChern和RashmiJain阐述了快中子辐射在Kitaake中所产生的丰富多样的突变，包括单碱基替代（singlebasesubstitutions）、缺失（deletions）、插入（insertions）、倒位（inversions）、易位（translocations）和重复（duplications）等。而其他用于生成水稻突变体群体的技术，如插入基因和染色体片段以及使用CRISPR-Cas9等基因编辑工具，通常只会产生单一类型的突变体。李国田强调，快中子辐射可引起不同类型的突变，并给出不同基因的等位基因，这样就能得到从其他群体中无法获取的东西。
对于该突变体群体的全基因组测序可让研究人员在单核苷酸水平上确定每个突变。最终，他们确定了个突变，可影响个基因，占兆碱基（megabase）水稻基因组中所有基因的58％。其中，很大一部分是丧失功能的突变。
利用这一突变体集合，草地遗传学小组在包含50种植物的一个突变系中，找到了影响单基因作为短粒子表型的致病突变的逆转。相比之下，传统研究中科研人员需要超过种植物来确认同样的基因。Ronald指出，上述对比清楚地显示了用于快速遗传分析的测序突变群体具有强大功能。
这种高密度、高分辨率突变目录为研究人员提供了发现控制多种生物学途径的新基因和功能元件的机会。为便于获取该资源，草地遗传学小组建立了名为“KitBase”的门户网站，允许用户查找与突变群体相关的信息，包括每个水稻系的序列、突变和表型数据等。（来源：美国能源部/劳伦斯伯克利国家实验室网站北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道）
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