云南植胶区山地胶园鸟瞰图   昆明植物所供图

中科院昆明植物所和云南省热带作物科学研究所、华南农业大学基因组学与生物信息学研究中心科学家组成团队，在国际上首次获得达到染色体级别的高质量巴西橡胶树优良品种GT1的参考基因组序列，并揭示了大戟科植物基因组的染色体进化、胶乳生物合成与橡胶树的驯化过程。相关研究近日发表于《分子植物》杂志。

团队首席科学家、昆明植物所研究员高立志介绍，目前我国天然橡胶年产量不足年消费量的20%，远低于国际公认的安全保障线。2013~2016年，马来西亚、泰国和中国的研究团队利用二代或者二代与三代测序杂合组装技术共发表了4张橡胶树的基因组草图。“但是，这些研究依然没有突破大戟科植物基因组的染色体如何进化、为什么橡胶树能高产胶乳、橡胶树在近一个世纪如何被驯化等重大科学问题。与此同时，橡胶树的高产、抗病、抗旱、抗寒等重要经济性状的基因组选择育种与优异基因资源的发掘利用，也亟须获得达到染色体级别的高质量橡胶树参考基因组图谱。”高立志表示。

研究人员首次构建了大戟科植物的染色体演化模型，对高质量的橡胶树参考基因组序列进行分析后发现，在与木薯分化之后，橡胶树基因组在距今1000万年以来有3个LTR逆转录转座子家族发生了快速爆发，这使得橡胶树基因组增大了890 Mbp。

此外，该研究得到了与整个胶乳生物合成相关的基因家族，并解析了胶乳生物合成途径、重要基因的表达式样，发现与基础代谢过程、乙烯生物合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显著扩张。构建了第一张代表性野生和栽培橡胶树的基因组变异精准图谱，对我国未来橡胶优异种质资源的保护、发掘与育种利用具有重要的战略意义。（来源：中国科学报 高雅丽 付嵘）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.10.017