熱科院在橡膠樹基因組學和分子育種研究方面取得新進展

　近日，中國熱科院橡膠所分子育種團隊聯(lián)合華北理工大學王希胤團隊首次組裝了野生橡膠樹高質量基因組序列，利用全基因組關聯(lián)分析挖掘了對橡膠產(chǎn)量貢獻的遺傳位點。研究結果提出了基因組雜合作物在馴化初期快速提升產(chǎn)量的可能機制，并為橡膠樹育種提供了新的思路。

天然橡膠是不可替代的戰(zhàn)略資源，僅能從橡膠樹（Hevea brasiliensis）中大量提取。橡膠樹原產(chǎn)巴西亞馬孫河流域，在東南亞栽培史不足150年。廣泛栽培的魏克漢品種奠基者僅有9株母樹，在短暫的馴化史中，經(jīng)歷了遺傳瓶頸效應。目前橡膠樹人工選育進行了4代，產(chǎn)量提升了6倍，其品種馴化形成及產(chǎn)量提升機制尚未有系統(tǒng)研究。

該團隊組裝了野生橡膠樹種質MT/VB/25A 57/8的染色體級別基因組序列，相比已經(jīng)發(fā)表的基因組(Liu et al., 2019; Tang et al., 2016)，Contig數(shù)量分別下降了 10倍和53倍，N50長度提高了23倍和115倍，大幅提高了橡膠樹基因組組裝完整度。

通過基因組重測序對147份種質資源（107份魏克漢品種，34份野生種質和6份近緣種）進行群體基因組分析發(fā)現(xiàn)，魏克漢品種與野生資源分歧輕微，經(jīng)典分類學意義上的6個近緣種很可能與巴西橡膠樹屬于同一個物種。選擇性清除分析發(fā)現(xiàn)361個存在顯著選擇信號位點，關聯(lián)有245個基因。利用15年田間實驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)開展全基因組關聯(lián)分析（GWAS），共發(fā)現(xiàn)155個性狀關聯(lián)標記（MTA），涉及326個候選基因。值得一提的是，6個蔗糖運輸與代謝、4個乙烯合成與信號傳導相關與膠乳產(chǎn)量性狀關聯(lián)。

本研究為橡膠樹育種提供了豐富的遺傳位點和新的思路。此項工作得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、海南省自然科學基金創(chuàng)新團隊等項目的資助。

 來源：熱科院橡膠研究所