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我国率先完成杜仲基因测序

2017-12-13 10:00:39 来源:科技日报 作者:胡利娟 编辑:曾映雪

  科技日报北京12月12日电 (胡利娟)12日,中国林业科学研究院经济林研究开发中心消息:该中心杜红岩团队、乌云塔娜团队联合中国热带农业科学院橡胶研究所李德军团队及山东贝隆杜仲生物工程有限公司高瑞文团队,历时五年,合作完成了杜仲基因测序项目。成果在国际知名学术期刊《分子植物》上在线发表。此举使我国成为世界上首个完成杜仲基因测序的国家。

  2012年7月,中国林业科学研究院经济林研究开发中心率先启动了杜仲全基因组测序和精细图绘制项目。经过五年的努力,项目组发现,杜仲属基本菊类分支,与真菊Ⅰ类和Ⅱ类的分化时间可追溯到约1.29亿年前,杜仲经历了古老的基因组三倍化复制,无近期基因组复制发生。杜仲的环境适应机制可归因于逆境反应或次生代谢产物相关基因的显著扩张/高表达。与橡胶树一致,异戊二烯焦磷酸主要来自甲瓦龙酸途径。尽管杜仲和橡胶树SRPP/REF基因家族都存在显著扩张,但与橡胶树SRPP和REF基因同时参与顺式橡胶合成不同的是,杜仲胶合成只有SRPP基因参与。杜仲FPS基因家族存在扩张并出现功能分化,产生了具有反式长链橡胶合成功能的Ⅱ类FPS基因。此外,杜仲和橡胶树SRPP/REF和FPS基因家族成员属不同分支,暗示双子叶植物中橡胶生物合成为多起源。

  “这是目前为止第一个完成全基因组测序的木本药用植物,也是唯一的硬性橡胶植物全基因组。”杜红岩透露,该研究首次获得了杜仲高质量基因组序列,并解析了杜仲环境适应及胶生物合成机制,对杜仲生物学研究、定向育种、高效栽培及产业链形成具有重要意义。特别是定向育种和栽培模式及其系列技术的重大创新,可为现代杜仲产业发展奠定坚实基础。

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