能源植物小桐子(Jatropha curcas)為大戟科多年生木本植物,具有“不與人爭糧、不與糧爭地、不與地爭肥”的潛力, 其種子油是生產(chǎn)高品質(zhì)生物燃油的優(yōu)質(zhì)原料。中國科學(xué)院微生物研究所葉健青年課題組在前期建立高效的植物轉(zhuǎn)化平臺(tái)技術(shù)的基礎(chǔ)上,與新加坡國立大學(xué)淡馬錫生命科學(xué)研究院、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和美國的實(shí)驗(yàn)室和科研人員合作,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中開花性狀不理想、易感病蟲害等限產(chǎn)因素,利用生物技術(shù)對小桐子進(jìn)行生物技術(shù)改造和分子育種研究,取得一系列進(jìn)展,相關(guān)成果分別發(fā)表在Biotechnology for Biofuels 和 Functional & integrative genomics等雜志。
目前制約小桐子大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要因素是缺乏高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的遺傳材料,對小桐子進(jìn)行遺傳改良以提高產(chǎn)量和抗性成為國際上的主要研發(fā)方向。小桐子的主要產(chǎn)量限制因子主要包括了不利的環(huán)境和病害等的危害。目前小桐子主要栽培地區(qū)局限于我國部分熱帶亞熱帶的低海拔地區(qū),海拔溫度氣候等環(huán)境因子對產(chǎn)量形成的重要因素比如開花時(shí)間數(shù)量和雌雄花比例產(chǎn)生不利影響,最終導(dǎo)致低產(chǎn),大大限制了其在我國的適用性。研究人員通過對植物開花的關(guān)鍵遺傳因子-成花素基因(Flowering locus T, FT) 進(jìn)行了遺傳改良,成功地改進(jìn)了小桐子花的性狀,并優(yōu)化了樹型,實(shí)現(xiàn)了降低收獲成本和增產(chǎn)的目的,使得小桐子種植收獲范圍北擴(kuò)成為可能,為其他經(jīng)濟(jì)林木增產(chǎn)增收提供新思路。針對小桐子的主要病毒性病害病原-雙生病毒,研究人員設(shè)計(jì)了多靶點(diǎn)的RNA干擾的策略,靶向多個(gè)病毒靶點(diǎn),獲得的遺傳改良的小桐子對多種雙生病毒引起的病害具有廣譜抗性。這兩項(xiàng)研究成果分別發(fā)表于國際生物能源期刊Biotechnology for Biofuels (Ye, 2014, 7.19; Ye, 2014,7.149)。