木质纤维素生物质(山东农业大学团队解析芒属植物基因组及进化历程)
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木质纤维素生物质(山东农业大学团队解析芒属植物基因组及进化历程)
新华社客户端济南5月7日电（萧海川、郭翠华）经过多年科研攻关，山东农业大学农学院陈翠霞教授课题组通过破译五节芒的基因组，解析芒属植物基因进化历史，为种质利用和新品种创制提供了理论支撑。相关研究成果，日前在线发表在国际学术期刊《自然-植物》上。
甘蔗亚族代表性物种的进化历程。（山东农业大学供图）
科研团队表示，芒属植物为多年生高大禾草，在国内分布广泛，主要有五节芒、荻和南荻等种类。“这类植物生长速度快、生物产量高、易繁殖、抗逆性强，可在荒草地、盐碱地、沼泽滩涂等边际土地上种植生长。它用途广泛，如固土保水、改良土壤、改善生态环境，作为可再生生物质原料转化为热能、电能、液体燃料等，用作畜禽饲草，是很好的木质纤维素原料作物。”陈翠霞说。
近年来，国内外研究团队已发现芒属植物、高粱属植物和甘蔗属植物同属禾本科甘蔗亚族，基因组之间存在很强的共线性关系。三者的祖先经过分化后分别演变至今。高粱和甘蔗野生种基因组已被学者们破译，但芒属植物由于基因组庞大、重复序列多和高度杂合等特性，一直缺乏高质量染色体级别的参考基因组。
陈翠霞团队历经十余年科研攻关，对芒属植物代表性物种五节芒的基因组高深度测序数据进行分析，计算出其基因组大小为2462.35 Mb，杂合度为1.89%，重复序列比例为73.42%。他们组装得到的五节芒基因组还是染色体级别的高质量参考基因组。
陈翠霞教授（中）指导团队成员开展研究。（山东农业大学供图）
在此基础上，陈翠霞团队绘制出高粱、甘蔗和五节芒基因组之间或组内共线性基因的洛伦兹曲线，推断三者间的具体进化逻辑。他们认为，在距今约550万年至610万年前，芒草、甘蔗祖先种与高粱祖先种发生了分化；在距今约430万年至460万年前，芒草与甘蔗属祖先基因又发生分化，通过基因组加倍、染色体重排等分别演变成现在的芒属植物和甘蔗野生种。
据悉，研究团队还揭示了芒草中纤维素或半纤维素含量高的分子机制，分析国内外多个芒属代表性物种，发现芒属植物之间存在着广泛的种间杂交和渐渗作用。这为通过杂交培育出更优异的芒属或甘蔗属植物品种提供了理论支持。同时，他们在黄河三角洲盐碱地已开展了近八年的种植试验工作，目前共种植20多亩的试验材料，适应性良好，表现出优异的耐盐性。（完）
来源： 新华社
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