我国科研人员揭示针叶树木材特性关键基因

• 2022-04-24 19:01:59 来源：中国科普网

落叶松广泛分布于北半球温带山区、寒温带平原及高山气候区，是北方针叶林的绝对优势建群树种。我国现有落叶松总面积1083.51万公顷，其中人工林面积316.29万公顷，在全国优势树种人工乔木林中排名第四，是我国北方和南方亚高山区重要的用材和生态树种。

4月24日，记者从中国林科院获悉，中国林科院张守攻院士团队于近日在《植物学报》（JIPB）上在线发表了题为“The Larix kaempferi genome reveals new insights into wood properties”的研究论文。该论文完成了落叶松高质量全基因组图谱，发现了LkLAC和LkPRX基因在针叶树木材特性形成中发挥关键作用，其将为解析落叶松独特生物学特性及基因组辅助育种奠定基础，也为其它针叶树种生物学问题研究提供参考。

中国林科院林业所针叶树种遗传改良研究组自70年代开始致力于落叶松遗传改良和定向培育研究。在全面完成落叶松育种世代更新基础上，为进一步拓展研究领域的广度和深度，于2015年提出了“落叶松全基因组测序”项目，此次本论文的完成有效增强了落叶松从基础到应用研究的连续性。

团队基于1.30Tb三代测序和0.52Tb二代测序数据，组装完成了大小为10.97Gb的落叶松基因组，Contig N50为1.09Mb，注释了45828个蛋白质编码基因，发现落叶松基因组66.8%由重复序列组成，其中LTR-RT占69.86%。

基因组进化分析表明，落叶松与花旗松物种分化大约发生在65.9个百万年前，1139个基因家族在物种分化后发生扩张，而581个基因家族发生收缩。团队从31年生的落叶松全同胞家系中筛选出两组木质素含量显著差异的群体，基于群体转录组学，发现落叶松中的木质素含量差异主要由木质素单体聚合过程决定，且六个基因（LkCOMT7、LkCOMT8、LkLAC23、LkLAC102、LkPRX148和LkPRX166）的表达量与木质素含量呈显著正相关。

图为LkCOMT、LkLAC和LkPRX调控落叶松木质素单体聚合的机制。来源：研究团队

中国林科院林业研究所孙超博士、谢允慧博士以及比利时根特大学的Zhen Li博士为论文的第一作者，中国林科院张守攻院士、曾庆银研究员以及比利时根特大学的Yves Van de Peer教授为论文的通讯作者。研究得到国家林业和草原局专项基金资助的资助。

标签： 基因家族 专项基金

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