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解码橡胶树基因组

2019-01-19 10:42:26 • 来源：

日本RIKEN可持续资源科学中心(CSRS)的研究人员以及马来西亚理科大学(USM)的合作者成功解码了巴西原产橡胶树Hevea brasiliensis的基因组序列。该研究报告发表在“ 科学报告”上，报告的基因组序列草案覆盖了超过93%的表达基因，并确定了橡胶生物合成特有的区域。

解码橡胶树基因组

天然橡胶在乳胶管道中流动，并在植物受伤时保护植物免受昆虫侵害。对于人类而言，它是许多工业应用的重要资源，因为它具有几种在合成石油基橡胶中不可再生的有用性质。虽然一些橡胶树菌株产生的橡胶量高于其他橡胶树，但其原因仍然未知。由RIKEN CSRS的Minami Matsui和USM的Alexander Chong领导的团队开始对巴西红豆杉基因组进行测序和分析。解释第一作者Nyok Sean Lau，“基因组信息可以揭示哪些基因有助于橡胶树生产大量乳胶的能力。这反过来将帮助我们开发出更高产量的橡胶树。”

在对橡胶树基因组进行测序后，研究人员将其与大戟科(Euphobiaceae)中其他植物的基因组进行了比较，例如木薯和蓖麻子，并发现虽然它们共有超过12,000个基因家族的大群，但近2000个基因家族是独特的。橡胶树。

该团队寻找与橡胶本身和抗病相关的基因 - 影响橡胶生产的两个因素。他们发现，构成橡胶 - 橡胶伸长因子和小橡胶颗粒的两种最丰富的蛋白质被编码在基因组的一个小区域中聚集在一起的大量基因上。虽然其他热带植物也在一定程度上表达这些蛋白质，但在不同基因上编码超过8次是H. brasiliensis独有的。Cap分析基因表达(CAGE) - 在RIKEN开发的一种方法 - 揭示了这些蛋白质的表达是组织特异性的，乳胶中的表达比叶子中的表达高100倍。

该团队还发现，与Euphobiaceae科的其他成员相比，橡胶树有更多与抗病相关的基因，并且这些基因也在基因组内形成簇。“橡胶树中发现的高乳胶产量，”松井认为，“可能是由于这些基因的协调表达以及由于基因复制而增加的基因数量所致。”

“这一发现将有助于提高乳胶生产，这是马来西亚重要的工业作物，”Chong指出。“对于USM，我们希望继续与RIKEN和相关工业合作伙伴合作，利用基因组知识来更好地生产橡胶。”既然已知基因组，松井已经计划将其用于其他研究。“除橡胶数量外，我们还希望通过改进橡胶合成途径和开发微生物或绿藻中橡胶的合成生物生产来提高其质量。”

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