近日,國際學(xué)術(shù)刊物自然出版集團旗下子刊Nature Plants 發(fā)表了由中國科學(xué)院北京基因組研究所胡松年團隊和中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所唐朝榮團隊合作完成的橡膠樹基因組研究新成果,提出了橡膠物種進化和乙烯刺激產(chǎn)膠的新觀點。該研究結(jié)果將極大推動產(chǎn)膠植物的產(chǎn)膠生物學(xué)研究,為橡膠樹優(yōu)異種質(zhì)的發(fā)掘利用和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆遺傳改良奠定良好基礎(chǔ)。成果已入選Nature 雜志的研究亮點,在該刊最新一期的Research Highlights欄目下進行了重點報道。
天然橡膠是我國重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料,因其良好的彈性、伸展性、耐老化等綜合理化性能而具有不可替代性。我國天然橡膠年產(chǎn)量80萬噸,但不足我國年消費量的20%,遠低于國際公認(rèn)的安全保障線(30%)。在兩千多種產(chǎn)膠植物中,巴西橡膠樹因其產(chǎn)量高、品質(zhì)好、易采集和持續(xù)生產(chǎn)周期長等原因使之成為天然橡膠幾乎唯一的商業(yè)來源。橡膠樹為什么能高產(chǎn)橡膠,這種特性是否與其環(huán)境適應(yīng)和進化相關(guān),在生產(chǎn)上乙烯處理為何能顯著增加橡膠產(chǎn)量?這些都是產(chǎn)膠生物學(xué)研究上長期懸而未決的重大理論問題。
2011年,北京基因組所與中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠所聯(lián)合啟動了橡膠樹全基因組測序項目。橡膠樹基因組龐大,具有高雜合、高重復(fù)的特點,對序列拼接組裝和功能解析均構(gòu)成巨大挑戰(zhàn),經(jīng)過團隊成員五年多的不懈努力和聯(lián)合攻關(guān),成功構(gòu)建了一個高質(zhì)量的橡膠基因組,拼接序列(1.37Gb,N50=1.28Mb)覆蓋全基因組的93.8%;發(fā)現(xiàn)在橡膠樹進化過程中,與產(chǎn)膠密切相關(guān)的REF/SRPP基因家族發(fā)生了顯著擴增,并且發(fā)生了乳管細胞特異性功能分化,同乳管中大橡膠粒子的發(fā)生、橡膠高產(chǎn)性狀密切相關(guān),推測是橡膠樹抗蟲機制的重要組成部分,為橡膠物種進化的重要推動力。
橡膠生物合成與REF/SRPP家族的擴增分化