近日，來自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家在橡膠樹馴化的遺傳機(jī)制解析方面取得重大突破，相關(guān)研究系統(tǒng)揭示了橡膠樹150年馴化的遺傳基礎(chǔ)。該研究不僅有助于高產(chǎn)橡膠樹品種的培育，對其他產(chǎn)膠植物的馴化也有重要的指導(dǎo)意義。

天然橡膠是一種工業(yè)原材料，對國家的工業(yè)化建設(shè)及國防安全至關(guān)重要。多年來，我國天然橡膠自給率持續(xù)偏低，2022年僅為13%。另一方面，作為一種多年生熱帶喬木，橡膠樹童期長、結(jié)實(shí)率低，傳統(tǒng)育種周期長達(dá)40年，難以高效育出良種。

“按照傳統(tǒng)育種思路，我們剛參加工作就雜交授粉一批橡膠苗，等退休的時候還不一定能得到新品種。”論文通訊作者田維敏教授說，橡膠樹早期馴化階段與乳管及橡膠合成率有關(guān)，“你可以把乳管想象成生產(chǎn)‘車間’，把橡膠合成效率想象成生產(chǎn)‘機(jī)器’，如果一棵橡膠樹‘車間’又多，‘機(jī)器’效率又高，那產(chǎn)量絕對不會低。”

為了明確橡膠樹早期馴化階段是先選擇了“車間”還是“機(jī)器”，團(tuán)隊成員花了三年時間對115份栽培種和93份野生種進(jìn)行性狀調(diào)查，共制備了數(shù)千份的石蠟切片，采集了數(shù)百份膠乳樣品。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，田維敏團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)栽培種的乳管數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于野生種，而橡膠合成效率則無差異。

“目前普遍認(rèn)為栽培種遺傳背景狹窄，經(jīng)過多個世代雜交導(dǎo)致遺傳多樣性降低，很難再產(chǎn)生高產(chǎn)品種。我們通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，栽培種的遺傳多樣性與野生種相比并未下降，這表明栽培種之間的雜交仍具有得到高產(chǎn)品種的可能。”田維敏說，團(tuán)隊還首次鑒定到一個控制乳管數(shù)量的主效基因和與之密切關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記，這將有助于通過轉(zhuǎn)基因和分子標(biāo)記輔助培育高產(chǎn)橡膠樹品種。

世界上有超過2000種植物可以合成天然橡膠，但這些產(chǎn)膠植物絕大多數(shù)都處于野生狀態(tài)，尚未得到有效馴化，目前橡膠樹仍是世界所需天然橡膠的主要來源。“像杜仲、橡膠草、銀膠菊、萵苣等產(chǎn)膠植物可以在廣大的溫帶地區(qū)生長，是未來天然橡膠來源的重要補(bǔ)充。”田維敏說到，此次研究工作可以為這些產(chǎn)膠植物的快速馴化提供思路，使橡膠草、萵苣等目前已經(jīng)建立了成熟的遺傳轉(zhuǎn)化體系的植物，快速提高產(chǎn)量。

(關(guān)鍵字：探明 橡膠 遺傳)