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高质量橡胶树参考基因组成功获得

高质量橡胶树参考基因组成功获得

  日前,国际学术权威刊物《自然—植物》(Nature Plants)刊发了由中国热带农业科学院橡胶研究所唐朝荣团队和中国科学院北京基因组研究所胡松年团队的合作研究成果,该研究获得了一个高质量的橡胶树参考基因组,并提出了橡胶物种进化和乙烯刺激产胶的新观点。此重大突破将有力推动产胶植物的产胶生物学研究,为橡胶树优异种质的发掘利用以及高产优质抗逆遗传改良奠定了良好基础。

  目前我国天然橡胶种植面积达1700余万亩,年产量仅80万吨左右,不足年消费量400多万吨的20%。在两千多种产胶植物中,巴西橡胶树因其产量高、品质好、易采集和持续生产周期长等原因使之成为天然橡胶几乎唯一的商业来源。橡胶树为什么能高产橡胶,这种特性是否与其环境适应和进化相关,在生产上的乙烯处理为何能显著增加橡胶产量?这些都是产胶生物学研究上长期悬而未决的重要理论问题。

  橡胶树基因组庞大,具有高杂合、高重复的特点,对序列拼接组装和功能解析均构成巨大挑战,经过团队成员五年多的不懈努力和联合攻关,成功构建了一个高质量的橡胶基因组图谱,鉴定了四万三千多个蛋白编码基因;发现在橡胶树进化过程中,与产胶密切相关的REF/SRPP基因家族发生了显著扩增,并且发生了乳管细胞特异性功能分化,与乳管中大橡胶粒子的发生、橡胶高产性状密切相关,推测是橡胶树抗虫机制的重要组成部分,为橡胶物种进化的重要推动力;发现乳管内源乙烯的合成能力很幸运飞艇低且不受乙烯刺激诱导,但却存在活跃的乙烯信号应答与传递通路,从源头上阐述了乙烯刺激橡胶增产的原因。

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  (原载于《科技日报》 2016-06-04 01版)