水稻四倍體作為一種新種質，一直以來被水稻育種界所關注。相較于常規二倍體水稻，同源四倍體水稻具有株型強壯、千粒重大、營養成分豐富、抗性強、遺傳變異豐富等特點。但同源四倍體水稻育性普遍偏低，限制了其育種應用與推廣。近年來，為解決同源四倍體水稻育性偏低的瓶頸問題，一些高育性四倍體水稻材料被選育出來，如中國科學院成都生物研究所培育的高育性四倍體水稻恢復系、湖北大學選育的多倍體減數分裂穩定系（PMeS）、華南農業大學選育的新型四倍體水稻（Neo-tetraploid），創制了有一系列育種價值的四倍體水稻新種質。另一方面，不同研究團隊利用傳統育種方法與現代生物技術在四倍體水稻雜種優勢利用系統研發方面也取得了很好進展，如成都生物研究所水稻組選育出了四倍體水稻不育系、保持系與恢復系，并首次在四倍體水稻中實現了三系法配套（鏈接）。隨后，其他單位開發了四倍體水稻光溫敏雄性不育性（PTGMS）和溫敏不育性（TGMS），為四倍體水稻兩系法雜種優勢利用奠定了材料基礎。
盡管四倍體水稻在雜交優勢利用系統與材料開發方面取得了很好的進展，但至今還沒有直接利用四倍體水稻育成的商業化品種。多倍體水稻及其回復二倍體表型變異豐富，雜種優勢明顯，具有巨大的育種價值。近期，中國科學院成都生物研究所農業品種與技術國際合作創新團隊水稻研究組與武漢多倍體生物科技有限公司、湖北大學等單位合作，在海天二倍體（HT2）人工加倍染色體培育出海天四倍體（HT4）（參考文獻：欒麗,龍文波,王興,陳英,邱琳,涂升斌等.(2009).秋水仙素誘導水稻幼穗愈傷組織創制同源四倍體種質的研究.四川大學學報：自然科學，46(3),829-837）和利用HT4自交回復突變后代培育優良回復二倍體（HTRM2）的基礎上，利用自交回復二倍體與Y58S兩系不育系組配出優良兩系雜交水稻新品種—Y兩優多回14（HTRM12），該新品種近期通過國家品種審定和海南省品種審定，這為四倍體水稻育種利用提供了一條新途徑。
成都生物所等研究團隊進一步對HT2、HT4、HTRM2、HTRM12材料進行了農藝性狀調查比較、基因組重測序和全基因組SNP、InDel、CNV變異分析。結果顯示，HT4和HTRM2相較于原始二倍體HT2表現出豐富的表型變異和基因變異，并且HTRM2能遺傳HT4的一些重要農藝性狀和遺傳變異，表明四倍體與回復二倍體水稻在創制優異育種材料和培育突破性品種上具有巨大潛力。該研究不僅驗證了四倍體水稻可作為變異載體用于創造新變異和新材料，而且為四倍體水稻研究與育種利用提供了基因組信息、新材料和新方法。
上述研究成果以“Genome Resequencing for Autotetraploid Rice and Its Closest Relatives Reveals Abundant Variation and High Potential in Rice Breeding”為題于2024年8月在線發表于《International Journal of Molecular Sciences》期刊（中國科學院二區；JIF Q1區）。湖北大學張亞春博士、中國科學院成都生物研究所杜安平助理研究員為共同第一作者，中國科學院成都生物研究所涂升斌副研究員、湖北大學何玉池教授為共同通訊作者。本研究得到了中國科學院國際科學組織（ANSO）項目（ANSO-PA-2023-09）、四川省科技廳項目（2023YFH0019,2021YFH0052）、中國科學院國際合作局“一帶一路”國際伙伴計劃項目（151751KYSB20180006）、作物特色資源創制及應用四川省重點實驗室（myzdsys23-01）、西南作物基因資源發掘與利用重點實驗室開放課題項目（SKL-KF202312）等項目支持。
原文鏈接：https://www.mdpi.com/1422-0067/25/16/9012。
圖1 兩系雜交水稻新品種—Y兩優多回14（HTRM12）的田間農藝性狀表現
圖2 Y兩優多回14通過國家和海南省新品種審定
圖3 HT2、HT4、HTRM2、HTRM12材料的農藝性狀分析與基因組變異分析