記者9月16日從中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院橡膠研究所副研究員方永軍聯(lián)合海南大學(xué)研究員唐朝榮、蘭州大學(xué)教授劉建全等團(tuán)隊(duì)，闡釋了目前世界主要產(chǎn)膠國保存的三類橡膠樹種質(zhì)資源的遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)橡膠延伸因子/小橡膠粒子蛋白（REF／SRPP）大基因簇的產(chǎn)生，及其在產(chǎn)膠細(xì)胞乳管中的特異性功能分化是橡膠樹形成產(chǎn)膠性狀的一個關(guān)鍵性進(jìn)化事件。相關(guān)論文日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。
目前橡膠的主要栽培品種均可追溯到來自橡膠樹屬巴西橡膠樹種內(nèi)的22株魏克漢種質(zhì)。由于遺傳背景相對狹窄，近四十年來橡膠樹雜交育種進(jìn)展緩慢。雖然在橡膠樹屬的其他種以及巴西橡膠樹種內(nèi)的野生種質(zhì)中，存在豐富的產(chǎn)膠、抗病、速生和耐旱等重要農(nóng)藝性狀遺傳變異，但目前對不同類型橡膠樹種質(zhì)之間的遺傳多樣性、親緣關(guān)系和基因流動等，缺乏系統(tǒng)性研究。
方永軍介紹，此前的橡膠樹基因組研究均局限在巴西橡膠樹單一種內(nèi)，而此次研究團(tuán)隊(duì)對包括巴西橡膠樹品種、野生種質(zhì)和橡膠樹屬其他種的8個材料進(jìn)行了De novo測序，獲得了高質(zhì)量的基因組。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合94個橡膠樹屬種質(zhì)材料的重測序數(shù)據(jù)，進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化基因組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)這些種質(zhì)可明顯分為5個譜系，其中4個為野生種質(zhì)、1個為栽培品種。在栽培品種譜系中，他們發(fā)現(xiàn)有2個野生種質(zhì)譜系的基因滲入。此外，在研究的7個橡膠樹屬其他種或變種材料中，他們發(fā)現(xiàn)只有一個可能是純種，而其他材料都有來自巴西橡膠樹栽培品種或野生種質(zhì)的遺傳混雜等情況。
另外，通過對152個種子植物基因組的比較，研究人員還發(fā)現(xiàn)，REF／SRPP在橡膠樹屬中發(fā)生了顯著擴(kuò)增，形成一個大的基因簇，并分化出表達(dá)顯著受割膠傷害誘導(dǎo)，在產(chǎn)膠細(xì)胞乳管中特異超高表達(dá)，且表達(dá)與產(chǎn)膠能力顯著正相關(guān)的“家族成員”。類似的現(xiàn)象也出現(xiàn)在其他產(chǎn)膠植物如俄羅斯蒲公英、萵苣的基因組共線區(qū)域中。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)，REF／SRPP大基因簇的產(chǎn)生以及乳管特異性功能分化，是植物產(chǎn)膠性狀進(jìn)化的關(guān)鍵分子基礎(chǔ)。
該研究結(jié)果為進(jìn)一步探究產(chǎn)膠性狀的進(jìn)化機(jī)制，加快橡膠樹資源的高效利用和品種遺傳改良，提供了重要理論依據(jù)和資源支撐。
記者9月16日從中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院橡膠研究所副研究員方永軍聯(lián)合海南大學(xué)研究員唐朝榮、蘭州大學(xué)教授劉建全等團(tuán)隊(duì)，闡釋了目前世界主要產(chǎn)膠國保存的三類橡膠樹種質(zhì)資源的遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)橡膠延伸因子/小橡膠粒子蛋白（REF／SRPP）大基因簇的產(chǎn)生，及其在產(chǎn)膠細(xì)胞乳管中的特異性功能分化是橡膠樹形成產(chǎn)膠性狀的一個關(guān)鍵性進(jìn)化事件。相關(guān)論文日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。
目前橡膠的主要栽培品種均可追溯到來自橡膠樹屬巴西橡膠樹種內(nèi)的22株魏克漢種質(zhì)。由于遺傳背景相對狹窄，近四十年來橡膠樹雜交育種進(jìn)展緩慢。雖然在橡膠樹屬的其他種以及巴西橡膠樹種內(nèi)的野生種質(zhì)中，存在豐富的產(chǎn)膠、抗病、速生和耐旱等重要農(nóng)藝性狀遺傳變異，但目前對不同類型橡膠樹種質(zhì)之間的遺傳多樣性、親緣關(guān)系和基因流動等，缺乏系統(tǒng)性研究。
方永軍介紹，此前的橡膠樹基因組研究均局限在巴西橡膠樹單一種內(nèi)，而此次研究團(tuán)隊(duì)對包括巴西橡膠樹品種、野生種質(zhì)和橡膠樹屬其他種的8個材料進(jìn)行了De novo測序，獲得了高質(zhì)量的基因組。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合94個橡膠樹屬種質(zhì)材料的重測序數(shù)據(jù)，進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化基因組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)這些種質(zhì)可明顯分為5個譜系，其中4個為野生種質(zhì)、1個為栽培品種。在栽培品種譜系中，他們發(fā)現(xiàn)有2個野生種質(zhì)譜系的基因滲入。此外，在研究的7個橡膠樹屬其他種或變種材料中，他們發(fā)現(xiàn)只有一個可能是純種，而其他材料都有來自巴西橡膠樹栽培品種或野生種質(zhì)的遺傳混雜等情況。
另外，通過對152個種子植物基因組的比較，研究人員還發(fā)現(xiàn)，REF／SRPP在橡膠樹屬中發(fā)生了顯著擴(kuò)增，形成一個大的基因簇，并分化出表達(dá)顯著受割膠傷害誘導(dǎo)，在產(chǎn)膠細(xì)胞乳管中特異超高表達(dá)，且表達(dá)與產(chǎn)膠能力顯著正相關(guān)的“家族成員”。類似的現(xiàn)象也出現(xiàn)在其他產(chǎn)膠植物如俄羅斯蒲公英、萵苣的基因組共線區(qū)域中。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)，REF／SRPP大基因簇的產(chǎn)生以及乳管特異性功能分化，是植物產(chǎn)膠性狀進(jìn)化的關(guān)鍵分子基礎(chǔ)。
該研究結(jié)果為進(jìn)一步探究產(chǎn)膠性狀的進(jìn)化機(jī)制，加快橡膠樹資源的高效利用和品種遺傳改良，提供了重要理論依據(jù)和資源支撐。
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-47645-0.html橡膠樹遺傳多樣性和產(chǎn)膠進(jìn)化研究取得新進(jìn)展
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