该团队利用199份北方粳稻品种进行全基因组关联分析，鉴定得到成花素基因Hd3a的一个新的等位基因，该等位基因在编码区有两个位点的碱基发生变化，SNP1位点是一个C435G的碱基替换，导致天冬酰胺(Asn)变成赖氨酸(Lys)。SNP2位点是一个C444T的碱基替换，仅造成编码氨基酸的同义突变。连锁不平衡分析显示，SNP1与引领SNP之间有很强的连锁不平衡，而SNP2分别与SNP1和引领SNP的连锁不平衡程度都很低(图1)。单倍型分析表明Hd3a-435G等位基因使得水稻在高纬度地区(长日照条件)提前10天开花。进一步利用199份北方粳稻品种和200份长江中下游温带粳稻品种分析了Hd3a-435G的地理分布，发现88份高纬度地区的品种带有Hd3a-435G等位基因(44.2%)，而仅有8份长江中下游的品种带有Hd3a-435G等位基因(4%)(图2)。总体上Hd3a-435G的等位基因频率从低纬度到高纬度地区不断增加，黑龙江的水稻品种具有最高的Hd3a-435G等位基因频率。这些结果为高纬度地区水稻的光周期调控提供了新的数据支撑，将促进水稻在区域适应性上的改良，进而提高产量。

图1. 鉴定Hd3a基因中的关键突变位点

图2.Hd3a-435G在驯化和传播过程中的演化与选择

　　研究成果近期发表在中科院一区期刊《Theoretical and Applied Genetics》上，中科院东北地理所特别研究助理韩忠民、江西农业大学博士研究生雷享亮为论文的共同第一作者，方军研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基因(U20A2025.31900423)、博士后黑龙江科研启动金(LBH-Q21198)和中科院院地合作项目(2021SYHZ0032)联合资助。

　　论文信息：Han Zhongmin, Lei Xiangliang, Sha Hanjing, Liu Jia, Zhang Chuanzhong, Wang Jingguo, Zheng Hongliang, Zou Detang, Fang Jun. Adaptation to high latitudes through a novel allele of Hd3a strongly promoting heading date in rice. Theoretical and Applied Genetics, 2023. 136:141.

　　论文链接：https://doi.org/10.1007/s00122-023-04391-1