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Nature新文章绘制油棕榈基因组图谱

2013.7.26

  一个由多国科学家组成的研究小组,确定了一种称之为Shell的基因调控了油棕榈树的产量。油棕榈的果实和种子是全球近一半食用植物油的供应源,并且是最有前景的生物燃料来源之一。

  新研究为我们提供了高质量的油棕榈全基因组图谱,并且还搜索了对于科学和工业均极为重要的基因序列。这一付诸多年努力所取得的研究成果,将对农业和环境产生重大的影响。该国际研究小组将两篇研究论文发表在7月25日《自然》(Nature)杂志上。

  “发现Shell基因的调控作用,可使培育者将油棕榈的产量提高近三分之一,这对于世界雨林保护者而言是个极好的消息”马来西亚棕榈油总署(MPOB)署长Choo Yuen May博士说。

  “发现Shell为更集约地利用现有造林地提供了一条明确的路径,因此将减少扩大油棕榈种植地面积对濒危雨林所造成的压力。这是一个重要的环境问题,也是近年来激进主义分子的一个攻击点,”Orion Genomics公司科学共同创始人Robert A. Martienssen博士说。

  “Shell基因突变可以解释油棕榈最重要的一个经济性状:壳厚度与果实大小以及油产量的相关性,”其中一篇Nature论文的第一作者、马来西亚棕榈油总署Rajinder Singh说。

  油棕榈可以分为两个种类:非洲油棕(Elaeis guineensis)和南美洲油棕(Elaeis oleifera)。根据Martienssen博士所说,它们生成了全世界45%食用食物油。棕榈油还是生物燃料应用理想的商业产品,其产生的能量是生成它所消耗能量的9倍。

  Shell基因造成了油棕榈三种已知的壳形式:厚壳、无壳和薄壳(厚壳油棕榈和无壳油棕榈的杂交种)。薄壳油棕榈的Shell等位基因,一个突变,一个正常,是最佳的组合,相比于厚壳每用地面积的油产量要多30%。

  揭示全基因组序列

  研究人员是在绘制非洲和南美洲油棕榈基因组图谱时发现Shell基因的。最新发布的非洲油棕基因组图谱有18亿碱基序列,它包含3.5个基因,其中包括完整的油生物合成基因,以及在富含油的油棕榈果实中高水平表达的其他转录调控子。

  研究人员还生成了南美洲油棕榈的草图序列。两种油棕榈都是棕榈科开花植物,其化石证据可追溯至距今大约1.4-2亿年前的白垩纪。研究人员通过比较两张图谱,推测油棕榈物种是在旧大陆和新大陆分裂处发生了物种分歧。

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