橡胶树


简介

橡胶树是大戟科橡胶树属植物,是热带地区的重要作物,橡胶具有多种良好的特殊性能,如弹性、绝缘性、耐磨性、气密性、柔韧性等等,因此用途极为广泛,有“黑色黄金”等誉称。橡胶树主要通过种子繁殖,生长条件要求静风、高温、高湿。天然橡胶具有农产品属性,长期来看,其产量主要受生长周期及割胶效率影响,对短期而言,天气状况及政策变动等都会对产量产生影响。


地理分布

橡胶树起源于南美洲亚马逊河流域,考古发掘显示,早在11世纪南美洲人民就已开始使用天然橡胶。我国橡胶树最早引种可追溯到1904年,真正投入规模生产开始于1952 年,至今已有七十年的历史。

目前橡胶树主要分布在泰国、马来西亚、中国、印度、印度尼西亚、越南、尼日利亚、巴西、斯里兰卡等国家。橡胶树种植面积以东南亚最多,泰国和印度尼西亚的天然橡胶产量占全球产量的62.9% 。我国台湾、福建南部、广东、广西、海南和云南南部均有栽培,以海南和云南种植较多。


应用

  • 工业原料:世界上使用的天然橡胶,绝大部分由橡胶树生产。橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳。胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,因其具有很强的弹性和良好的绝缘性,可塑性,隔水、隔气性,抗拉和耐磨等特点,被广泛应用于工业、国防、交通、医药卫生领域和日常生活等方面,用途极广。
  • 食用:橡胶籽油是全世界橡胶种植区的传统食用油,在我国的海南岛、云南西双版纳等地有长期的食用历史。橡胶籽油营养丰富,主要成分为软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等,脂肪酸比例合理,经云南热带作物研究所、昆明医科大学等研究证实,具有良好的降血脂功效。
  • 建筑:橡胶树的木材质轻,花纹美观,加工性能好,经化学处理后可制作高级家具、纤维板、胶合板、纸浆等。

基因组测序

橡胶树RRIM 600是由马来西亚橡胶研究所开发的高产品种。2013年马来西亚槟城大学化学生物学中心研究人员利用Roche454、Illumina和SOLiD 测序平台,组装获得了1,119Mb的基因组草图序列,scaffold N50为2972bp。根据154个微卫星标记将143个scaffold和相关的1,325个基因锚定在18个橡胶树的连锁群上,同时预测得到了68,955个基因。

2016年马来西亚理科大学化学生物学中心完善了RRIM 600品种的组装结果。利用Illumina和PacBio测序平台产生了约155倍覆盖度的测序数据,获得基因组大小为1.55Gb,其中72.5%由重复序列组成。基因组由189,316个scaffold组成,N50大小为67.2 Kb。与以前发表的基因组组合相比,N50大小增加了23倍,scaffold的数量减少了3倍。该组装共预测了84,440个高置信度的蛋白质编码基因。

橡胶树品种Reyan7-33-97是一个在中国广泛种植的优良培育品种。2016年中国热带农业科学院橡胶研究所利用全基因组鸟枪法测序和混合BAC克隆,完成了该基因组草图的组装。组装结果包含7,453个scaffold, scaffold N50值为1.28 Mb,长度为1.37 Gb,确定了43,792个蛋白质编码基因。

橡胶树品种BPM24表现出对东南亚常见的两种主要真菌病原体——疫霉菌和棒孢菌的显著抵抗能力。泰国国家基因工程和生物技术中心与泰国橡胶管理局合作,于2017年成功测序了该品种的参考基因组。参考基因组的构建采用了454/Illumina短读长和PacBio长读测序技术,测序深度大约为68X。这种综合测序方法得到了基因组的初步草图,随后,采用“Chicago”技术进行长距离支架构建,得到了最终的1.26 Gb组装结果,N50大小为96.8 kb。组装后的基因组包含69.2%的重复序列,GC含量为34.31%。

橡胶品种GT1是一个在全世界范围内栽培的优良品种。它的参考基因组由中国科学院昆明植物研究所和华大基因在2020年合作完成。利用Illumina、PacBio和Hi-C测序技术,获得了橡胶树在染色体水平上的参考基因组,基因组大小为1.47GB,contig N50为152.7kb。


Reference

1.中国科学院中国植物志委员会. 中国植物志.第44卷[M]. 科学出版社, 1996.

2.百度百科:https://baike.baidu.com/item/%E6%A9%A1%E8%83%B6%E6%A0%91/742959?fr=aladdin

3.Rahman AY, Usharraj AO, Misra BB, et al. Draft genome sequence of the rubber tree Hevea brasiliensis. BMC Genomics. 2013;14:75. [OpenLBID: OLB-PM-23375136]

4.Lau NS, Makita Y, Kawashima M, et al. The rubber tree genome shows expansion of gene family associated with rubber biosynthesis. Sci Rep. 2016;6:28594. [OpenLBID: OLB-PM-27339202]

5.Tang C, Yang M, Fang Y, et al. The rubber tree genome reveals new insights into rubber production and species adaptation. Nat Plants. 2016;2(6):16073. [OpenLBID: OLB-PM-27255837]

6.Pootakham W, Sonthirod C, Naktang C, et al. De novo hybrid assembly of the rubber tree genome reveals evidence of paleotetraploidy in Hevea species. Sci Rep. 2017;7:41457. [OpenLBID: OLB-PM-28150702]

7.Liu J, Shi C, Shi CC, et al. The Chromosome-Based Rubber Tree Genome Provides New Insights into Spurge Genome Evolution and Rubber Biosynthesis. Mol Plant. 2020;13(2):336-350. [OpenLBID: OLB-PM-31838037]