橡胶树遗传多样性和产胶进化研究取得新进展

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记者9月16日从中国热带农业科学院获悉，该院橡胶研究所副研究员方永军联合海南大学研究员唐朝荣、兰州大学教授刘建全等团队，阐释了目前世界主要产胶国保存的三类橡胶树种质资源的遗传结构和亲缘关系，并发现橡胶延伸因子/小橡胶粒子蛋白(REF/SRPP)大基因簇的产生，及其在产胶细胞乳管中的特异性功能分化是橡胶树形成产胶性状的一个关键性进化事件。相关论文日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

目前橡胶的主要栽培品种均可追溯到来自橡胶树属巴西橡胶树种内的22株魏克汉种质。由于遗传背景相对狭窄，近四十年来橡胶树杂交育种进展缓慢。虽然在橡胶树属的其他种以及巴西橡胶树种内的野生种质中，存在丰富的产胶、抗病、速生和耐旱等重要农艺性状遗传变异，但目前对不同类型橡胶树种质之间的遗传多样性、亲缘关系和基因流动等，缺乏系统性研究。

方永军介绍，此前的橡胶树基因组研究均局限在巴西橡胶树单一种内，而此次研究团队对包括巴西橡胶树品种、野生种质和橡胶树属其他种的8个材料进行了Denovo测序，获得了高质量的基因组。

在此基础上，研究团队结合94个橡胶树属种质材料的重测序数据，进行了系统进化基因组学研究，发现这些种质可明显分为5个谱系，其中4个为野生种质、1个为栽培品种。在栽培品种谱系中，他们发现有2个野生种质谱系的基因渗入。此外，在研究的7个橡胶树属其他种或变种材料中，他们发现只有一个可能是纯种，而其他材料都有来自巴西橡胶树栽培品种或野生种质的遗传混杂等情况。

另外，通过对152个种子植物基因组的比较，研究人员还发现，REF/SRPP在橡胶树属中发生了显著扩增，形成一个大的基因簇，并分化出表达显著受割胶伤害诱导，在产胶细胞乳管中特异超高表达，且表达与产胶能力显著正相关的“家族成员”。类似的现象也出现在其他产胶植物如俄罗斯蒲公英、莴苣的基因组共线区域中。这一发现进一步证实，REF/SRPP大基因簇的产生以及乳管特异性功能分化，是植物产胶性状进化的关键分子基础。

该研究结果为进一步探究产胶性状的进化机制，加快橡胶树资源的高效利用和品种遗传改良，提供了重要理论依据和资源支撑。

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