水稻垩白粒率全基因组关联分析揭示CGR1基因调控机制及其在品质改良中的应用价值

为解决水稻垩白粒率(CGR)这一影响稻米外观与加工品质的关键问题，研究人员通过全基因组关联分析(GWAS)对168个水稻品种进行3.83百万SNP标记扫描，鉴定出qPGWC-4-1等3个显著关联位点，并锁定关键候选基因CGR1。该基因通过调控核糖体生物发生影响垩白形成，其四种单倍型在籼粳亚种间存在显著分化，终止密码子自然变异现象为品质育种提供新靶点。

　　

水稻(Oryza sativa L.)作为全球重要粮食作物，其品质提升需求日益迫切。垩白现象由胚乳淀粉颗粒排列紊乱形成白色不透明区域，直接影响稻米商品性和食味品质。本研究创新性地采用全基因组关联分析(GWAS)策略，对涵盖籼粳亚种的168份核心种质进行垩白粒率表型精准鉴定，结合3.83百万高密度单核苷酸多态性(SNP)标记扫描，成功定位到qPGWC-4-1等3个显著关联位点。

通过多组学联合分析发现，候选基因CGR1可能通过调控核糖体组装过程影响淀粉累积模式。有趣的是，该基因存在四种进化分化的单倍型，其中籼稻与粳稻亚种间呈现显著选择差异。更引人注目的是，在CGR1终止编码区发现自然变异导致终止密码子丢失，这种罕见变异可能通过延长翻译过程改变蛋白功能。该研究不仅解析了垩白形成的分子开关，更为分子设计育种提供了可直接应用的遗传标记。