贺文闯，许强，钱前，商连光
DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0669
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1 水稻泛基因组学的发展历程
2 重要水稻泛基因组学工具总结
2.1 RPAN：水稻泛基因组浏览器
3 泛基因组工具在水稻研究中的应用
3.1 基因组复杂变异鉴定
3.2 群体遗传学和多组学协同研究
3.3 水稻进化和驯化机制
3.4 前沿育种应用
4 展望
水稻泛基因组学的快速发展离不开水稻研究领域丰富的应用场景和海量的遗传信息需求。泛基因组学工具的积累为越来越多的基础和应用研究领域提供了新的解决方案，催生了新的研究方向，而这些新的方向及其科学问题也为泛基因组学的发展提出了新的挑战，主要有以下四个方面：
（1）更大尺度的泛基因组。目前已构建了多个包含亚洲栽培稻及其近缘祖先物种（普通野生稻）、非洲栽培稻及其近缘祖先物种（短舌野生稻）的泛基因组数据集，促进了栽培稻及其近缘野生物种的研究和利用进程。随着更多野生稻种质资源引起重视，有必要逐步构建包含更多野生稻物种的稻属AA物种，甚至整个稻属水平的超级泛基因组数据集，为进一步拓展和提升野生稻种质资源利用范围和技术水平奠定重要基础。
（2）更高效的泛基因组工具。尽管泛基因组的形式经历了从线性到图形化的发展，其配套的遗传变异和群体分析工具仍然相对零散和匮乏。尤其是图形泛基因组，目前仍未形成系统的分析工具和一致的质量评估标准。为了促进泛基因组数据集的高效利用，释放泛基因组工具的应用潜力，开发完善更高效的泛基因组学分析工具是必不可少的。
（3）更多组学工具的协同研究。基因组数据的质量是转录组、表观组等多个组学数据的重要决定性因素，而基因组变异也是代谢组、蛋白组和表型组等组学变异的遗传基础，因此泛基因组学与其他组学工具有天然的广泛协同性。随着技术和分析工具的不断发展，将泛基因组学与多组学数据整合，从更多维度解析水稻重要农艺性状的遗传调控机制将是未来水稻遗传学的重要研究方向之一。
（4）更智慧的育种利用。近年来，以机器学习为代表的智能算法开始逐步用于水稻生物信息学研究，这为充分利用泛基因组数据中丰富的遗传信息、更好地开展水稻育种利用提供了有力的新工具。现有研究已探索构建了基于泛基因组学数据的水稻智能育种工具，展示了应用水稻泛基因组学工具开展水稻智慧育种的良好前景和巨大潜力。
综上所述，水稻泛基因组学历经10余年发展已形成了构建方法多样、成果形式多样、覆盖多个领域的重要研究方向，产出了一批具有重要价值的泛基因组学工具并获得了广泛应用。随着测序技术的发展和泛基因组学相关工具的不断完善，水稻泛基因组学将在研究方向的深度和广度方面得到进一步的拓展，为全面解析水稻遗传基础并促进其育种应用提供理论依据和实践工具。
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