绘制我国首例“林木基因图谱

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来源 南京日报 2011-2-22 10:54:51

南京日报

10年研究,绘出杨树基因图谱

自然界的树,为什么有的高有的矮?有的长得快,有的却成材慢?有的天生就能抵御虫害,有的能够在缺水的荒漠中生存?秘密就在于它们各自不同的基因。破解这些基因密码,就必须绘制出“基因图谱”。

回国伊始的尹佟明把目标锁定在最常见的杨树身上。“其实,早在1999年我就已经选定了杨树,在美期间也一直没有间断过研究。”尹佟明说,“究其原因,杨树是我国种植面积最大的树种,生长速度较快,应用广泛。同时杨树的基因组约4.5亿至4.8亿个,在林木中相对较少。”

10年的积累,突破就在眼前。回国不久,尹佟明就带领团队绘制出杨树基因图谱,这也是我国首例“林木基因图谱”。不过作为严谨的科学家,他并不讳言,林木基因研究在国内刚刚起步,很多基因对应的功能尚未完全明确,这张图谱也在不断补充和完善中。

破解基因密码,实现“需要什么种什么”

有了这张图谱就能定位基因。科研人员将相对容易地找出各种基因对应在其染色体上的位置,进而摸清杨树的遗传规律,最终实现对杨树品种进行改良。

图谱的意义还不只是杨树本身。未来,随着不同林木基因图谱被绘制出来,科学家们能够破解和掌握更多优势基因的密码。通过分子育种的手段,将多种优势基因导入到一个种子体内,产生新的优势物种,真正实现“需要什么种什么”,并人工控制树木生长时间。

比如,研究过程中,尹佟明和他的团队在全国首次发现,通过基因调控,可以使同一棵树木的地上和地下部分,木质素含量不一样,“地上部分要被砍伐,进行造纸等利用,木质素含量可以高一些;地下部分,主要用来吸收二氧化碳,可降低木质素含量,增强吸收二氧化碳的能力。”

反对培育“转基因林木”

绘制基因图谱,掌握基因密码还能做什么?比如让动物和植物间实现基因互转……

“我反对培育这样的‘转基因林木’。”尹佟明斩钉截铁地说,“树是种在土壤中的,动物基因进入植物体内,最终将分解到土壤中,从长远来看,生态风险很难评估。”因此,尹佟明研究的基本底线是,对同一种林木的不同基因进行转化和调控。

除了种树,尹佟明还将研究领域拓展到了生物质新能源。生物能源中,全球公认的“王者”是乙醇,但目前的生产原料几乎都是玉米等农作物,不仅成本较高,还有“抢粮”的嫌疑。“经过研究,我们发现,可以从林木中提取纤维素生产纤维乙醇进行替代。今后只要能培育出纤维素含量高且易于分离的新树种,它就能成为生物能源的新原料。”


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