染色体级橡胶树基因组揭示演化历程与橡胶生物合成机制

橡胶树（Hevea brasiliensis）是天然橡胶的主要来源。作为一种关键的工业原料，天然橡胶目前尚无完全对等的合成替代品。深入了解橡胶产量及植物进化的遗传机制，对于培育抗逆性强、高产的品种至关重要。在发表于《植物细胞》（Molecular Plant）的最新研究中，我们发布了橡胶树品种 GT1 的染色体级基因组组装序列，为大戟科基因组演化、橡胶生物合成及驯化历史提供了核心见解。

主要发现

• 高质量基因组组装： 利用 PacBio 长读长测序和 Hi-C 挂载技术，我们生成了 1.47 Gb 的基因组组装序列，并将其锚定到 18 条伪染色体上。这是迄今为止最完整的橡胶树基因组参考序列。

• 大戟科基因组结构的进化洞察： 比较基因组分析证实，在橡胶树属（Hevea）和木薯属（Manihot）分化之前，曾发生过一次古多倍化（Paleopolyploid）事件。这为研究大戟科（Euphorbiaceae）的染色体演化提供了模型。

• 基因组扩张与橡胶生物合成： 我们鉴定出 3 个橡胶树特有的 LTR 反转录转座子家族，它们是基因组扩张（约占基因组 65.88%）的主要原因。此外，在基础代谢途径、乙烯生物合成和多糖激活等通路中观察到大规模的基因扩张，这些过程对胶乳生产至关重要。

• 驯化与遗传变异： 通过对栽培种和野生橡胶树的全基因组重测序，我们发现了 1570 万个 SNPs，并精确定位了数百个与橡胶生物合成及农艺性状相关的候选驯化基因。

研究感悟

该项目是我们与高立志教授合作的成果，重点开展了橡胶树这一重要经济作物的基因组测序和遗传学研究。鉴于天然橡胶的重要性，本研究提供的参考基因组及相关数据集受到了研究人员和育种学家的广泛关注。

我们的工作进一步强化了染色体水平基因组数据在揭示进化关系和优化作物育种策略中的价值。通过整合测序技术、比较基因组学和群体研究，我们为未来的橡胶树研究奠定了基础，特别是在生物与非生物胁迫抗性以及提高橡胶产量等领域。展望未来，后续研究将依托这一基因组资源，加深对植物适应性及橡胶生物合成背后的分子机制的理解。

研究全文可通过 Molecular Plant 在线访问。