熱科院在橡膠樹基因組學(xué)和分子育種研究方面取得新進(jìn)展

　近日，中國(guó)熱科院橡膠所分子育種團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華北理工大學(xué)王希胤團(tuán)隊(duì)首次組裝了野生橡膠樹高質(zhì)量基因組序列，利用全基因組關(guān)聯(lián)分析挖掘了對(duì)橡膠產(chǎn)量貢獻(xiàn)的遺傳位點(diǎn)。研究結(jié)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(jī)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(yīng)。目前橡膠樹人工選育進(jìn)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(jī)制尚未有系統(tǒng)研究。

該團(tuán)隊(duì)組裝了野生橡膠樹種質(zhì)MT/VB/25A 57/8的染色體級(jí)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(zhǎng)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(cè)序?qū)?/FONT>147份種質(zhì)資源（107份魏克漢品種，34份野生種質(zhì)和6份近緣種）進(jìn)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(xué)意義上的6個(gè)近緣種很可能與巴西橡膠樹屬于同一個(gè)物種。選擇性清除分析發(fā)現(xiàn)361個(gè)存在顯著選擇信號(hào)位點(diǎn)，關(guān)聯(lián)有245個(gè)基因。利用15年田間實(shí)驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)開展全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），共發(fā)現(xiàn)155個(gè)性狀關(guān)聯(lián)標(biāo)記（MTA），涉及326個(gè)候選基因。值得一提的是，6個(gè)蔗糖運(yùn)輸與代謝、4個(gè)乙烯合成與信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)與膠乳產(chǎn)量性狀關(guān)聯(lián)。