基因组图谱提醒 胶乳生物组成与橡胶树驯化史

发布时刻:2019-12-26 12:07:05   人阅览 来历: fun88官网网

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科技日报讯 (记者赵汉斌 通讯员杨梅)橡胶树是大戟科植物。在植物界大约2500种产胶植物中,橡胶树发作的以聚异戊二烯为主要功能成分的天然胶乳约占全球天然橡胶的98%以上。比起形成巨大环境污染的人工组成橡胶工业,天然橡胶因其杰出的弹性、伸展性、耐老化等归纳理化功能成为国家重要的战略物资。 

但是,大戟科植物基因组的染色体怎么进化、为什么橡胶树能高产胶乳以及橡胶树在近一个世纪怎么被驯化等是产胶植物研讨中长期悬而未决的严重科学问题;橡胶树的高产、抗病、抗旱、抗寒等重要经济性状的基因组挑选育种与优异基因资源的开掘运用也亟须到达染色体等级的高质量橡胶树参阅基因组图谱。 

热带作物种质资源与基因组学云南省立异团队首席科学家、中科院昆明植物研讨所高立志研讨员带领的云南省热带作物科学研讨所、我国科学院昆明植物研讨所和华南农业大学基因组学与生物信息学研讨中心的联合研讨团队,历经6年,与华大基因、美国华盛顿大学、哈佛大学等单位协作,在完成了二代基因组测序与拼装的基础上,进一步克服了橡胶树基因组巨大、高杂合与高重复等困难,运用单分子实时测序(SMRT)和Hi-C技能,在国际上初次取得了到达染色体等级的高质量巴西橡胶树优良品种GT1的参阅基因组序列。 

与曾经宣布的基因组草图比较基因组学剖析标明,该研讨取得的基因组图谱在拼装准确性与完整性上都得到了极大进步;将拼装取得的约1.47Gb的基因组序列挂载到了18条假染色体上;研讨进一步证明,在木薯属与橡胶属分解之前二者一起的先人发作过古多倍化事情;经过染色体水平上的比较基因组学剖析初次构建了大戟植物的染色体演化模型;经过对该高质量的橡胶树参阅基因组序列的剖析发现,在与木薯分解之后,橡胶树基因组在最近的一千万年以来有三个LTR逆转录转座子宗族发作了快速迸发,使得橡胶树基因组增大了890Mbp,增幅约为60.44%。这项研讨判定得到与整个胶乳生物组成相关基因宗族并解析了胶乳生物组成途径及重要基因的表达款式,发现了与基础代谢进程、乙烯生物组成以及与乳胶停排相关的多糖和糖蛋白凝集素活动相关基因的明显扩张;该研讨最终还构建了第一张代表性野生和培养橡胶树的基因组变异精准图谱,取得约1570万个高质量的SNPs(单核苷酸多态性)。 

虽然橡胶树仅有一个多世纪的的驯化前史,该研讨判定到数百个与驯化相关的候选基因,它们在培养橡胶树中比起野生橡胶树具有极低的基因组多样性,其间有些基因与胶乳的生物组成密切相关。 

这项效果宣布在国际植物学顶尖刊物《分子植物》上,对我国未来橡胶优异种质资源的维护、开掘与育种运用具有重要的战略意义。



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