我國在解析橡膠樹馴化遺傳機制上取得突破
相關研究專案獲海南省重點研發計畫等資助
海南日報訊(記者邱江華)作為一種工業原材料,天然橡膠對國家工業化建設及國防安全至關重要,但多年來我國天然橡膠自給率偏低,如何破解產業瓶頸?近日,我國科研人員在國際主流雜誌《自然·通訊》上發表研究成果,系統闡明了橡膠樹早期馴化的遺傳基礎,這對橡膠樹高產育種具有重要指導意義。現時,這項研究工作得到了國家重點研發課題、海南省重點研發計畫等共同資助。
橡膠樹是一種多年生熱帶喬木,生長期長,結實率低,傳統育種週期長達40年。論文第一作者、中國熱帶農業科學院橡膠研究所副研究員晁金泉介紹,橡膠樹經歷了近150年的馴化,栽培種產量要遠遠高於野生種。“這說明裡面隱藏著橡膠樹高產的馴化‘密碼’,而我們的工作就是將其解析出來。”
從2004年開始,中國熱帶農業科學院橡膠研究所田維敏教授團隊就開始層層破譯橡膠“產量密碼”。雖然此前學界已發佈了多個版本的橡膠樹基因組,但基因組組裝質量不理想,碎片化嚴重,限制其在群體遺傳學研究中的應用。為了揭示橡膠樹馴化分子事件,研究人員首先構建了迄今質量最高的橡膠樹基因組,以及覆蓋最廣的橡膠樹基因組變異圖譜。通過分析後證實,上百年的馴化已經在基因組上留下了選擇痕迹,並鑒定到數十個與產量相關基因。
樹幹樹皮中的次生乳管密切聯繫著天然橡膠生產,是橡膠樹產量形成的結構基礎。研究發現,栽培種的次生乳管列數量遠多於野生種,表明乳管是橡膠樹早期馴化的目標性狀。通過實驗形態學的手段,證明人工合成的磺肽素可以有效誘導次生乳管形成。
“簡言之,我們的研究系統分析了橡膠樹150年馴化的分子機制。”晁金泉說,研究成果不僅能運用到高產橡膠樹品種的培育中,還為其他產膠植物的快速馴化提供了思路,有助於推動我國天然橡膠產業的發展。
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