剖析野生稻種群適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的機(jī)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(zhǎng)緯度最北的野生稻，具有很強(qiáng)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(jìn)化出對(duì)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(tuán)隊(duì)結(jié)合數(shù)量性狀遺傳位點(diǎn)（QTL）作圖和進(jìn)化分析剖析東鄉(xiāng)野生稻耐寒性的遺傳機(jī)制。通過(guò)在兩個(gè)東鄉(xiāng)野生稻遺傳群體中分別進(jìn)行高通量SNP的區(qū)間作圖和單標(biāo)記分析，證實(shí)在東鄉(xiāng)野生稻中至少存在13個(gè)QTL位點(diǎn)同時(shí)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(duì)多個(gè)野生稻和栽培稻進(jìn)行進(jìn)化分析，確定東鄉(xiāng)野生稻與其他耐寒性強(qiáng)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(hào)是利用東鄉(xiāng)野生稻與栽培稻雜交選育出的第一個(gè)耐寒品種。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行全基因組的基因型鑒定，確定在東野1號(hào)種富集了多個(gè)東鄉(xiāng)野生稻的耐寒位點(diǎn)，這證實(shí)了這些耐寒QTL的應(yīng)用價(jià)值。因此，本研究全面闡述清楚東鄉(xiāng)野生稻對(duì)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(diǎn)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(guó)際期刊Theoretical Applied Genetics（Mao et al. 2015. doi:10.1007/s00122-015-2511-3）。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)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(diǎn)，在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助下，開展該基因的圖位克隆與功能分析。