日前,由中國科學院昆明植物研究所、云南省熱帶作物科學研究所、華南農業大學基因組學與生物信息學研究中心組成的聯合研究團隊利用單分子實時測序(SMRT)和Hi-C技術,獲得達到染色體級別的高質量巴西橡膠樹優良品種GT1的參考基因組序列;該研究歷時6年,獲得的基因組圖譜在組裝準確性與完整性上都得到了極大的提升,將組裝獲得的約1.47Gb的基因組序列掛載到了18條假染色體上。
橡膠樹的高產、抗病、抗旱、抗寒等重要經濟性狀的基因組選擇育種與優異基因資源的發掘利用,也亟需獲得達到染色體級別的高質量橡膠樹參考基因組圖譜。該研究獲得的參考基因組序列是國際上首次達到染色體級別的基因參考圖譜,揭示大戟植物基因組的染色體進化、膠乳生物合成與橡膠樹的馴化。構建了第一張代表性野生和栽培橡膠樹的基因組變異精準圖譜,獲得約1570萬個高質量的SNPs;解析了膠乳生物合成途徑及重要基因的表達式樣,發現與基礎代謝過程、乙烯生物合成以及與乳膠停排相關的多糖和糖蛋白凝集素活動相關基因的顯著擴張。
中國的橡膠種植面積達114萬公頃,居亞洲第三位(僅次于印度尼西亞和馬來西亞),,云南的橡膠樹種植總面積、總產量和單位面積產量均居中國首位,但年產不足。巴西橡膠樹這一重要參考基因組的獲得、膠乳生物合成代謝通路的解析、栽培和野生橡膠樹基因組變異精準圖譜的構建以及栽培橡膠樹馴化的認識,對中國未來橡膠優異種質資源的保護、發掘與育種利用具有重要意義。