為何要破解辣木基因組？

雖說云南早在10多年前就開始引種辣木，但大多數人聽說辣木，還是源于今年7月國家主席習近平出訪古巴時，送給古巴革命領袖菲德爾·卡斯特羅辣木種子開始。產自云南西雙版納的約1.5萬粒辣木種子，讓原本默默無聞的辣木一時家喻戶曉。云南種植面積較大、開展辣木研究最早的情況也因此聲名遠播。隨著辣木的功效被越來越多人所熟知，有關辣木種植、應用的科學研究也亟待被人們所了解。

辣木被稱為“神樹”、“寶樹”，我省對它的研究已有50年歷史。但對它的基礎研究一直進展緩慢。由于缺少辣木的基因信息，特別是基因組信息，對辣木的研究一直停留在傳統植物學和食品學角度。鑒于辣木的重要性日益突出，為了將辣木研究提升到現代生物學研究的前端，2013年底，云南農業大學、云南省高原特色農業產業研究院、普洱茶研究院、昆明理工大學、中國-古巴辣木合作研究中心、黑龍江省科學院聯合成立以云南農業大學校長盛軍為首席科學家的辣木攻關小組，開展了辣木基因組解析計劃。在解釋為何要破譯辣木基因組時，盛軍認為主要基于3點：一是要解釋辣木的抗旱能力為何很強，它適宜在云南哪些海拔地區種植？二是解釋辣木為何生長速度會很快？三是解釋它的諸多營養成分要如何使用更科學。課題組歷時1年多攻關，最終成功破譯了辣木3.16億對堿基排序，完成世界上首個辣木基因組精細圖譜的繪制，科研人員獲取了決定辣木生長、形態和功效的19465個蛋白質編碼基因信息。

“以前人們從自然界收集辣木資源種植，而隨著基因組的解析，這種‘靠天吃飯’的方式將很快得到改善。我們很快就能培育出適合不同地方種植、適合不同用途的辣木新品種。”盛軍說。通過基因組輔助育種，可以解決辣木抗病蟲害，抗凍等諸多問題。

據課題組專家介紹，目前全球獲得基因組排序的動植物，不超過100組。而關于辣木研究的，更是少之又少。而隨著辣木基因組精細圖譜的問世，對辣木的研究將更為充分。

辣木基因組破解后做什么？

基因組破譯對辣木研究最直接的作用是什么？科研人員解釋說，辣木基因圖譜的獲得，使辣木以前在栽種、植株高矮等無法改變無法解答的難題上找到了答案。科研人員舉例說，人人都知道辣木是熱帶樹種，但它為什么有很好的耐熱能力？科研人員在比較了其它已經發布的基因組序列，特別是一些寒帶樹種基因組序列后，發現辣木基因組中含有更多的與耐熱相關的基因。而基因分析也表明，辣木有較少的水道通蛋白和更多的抗耐旱基因，可以用少量的水進行生長，為辣木在干旱地區的生長提供了科學依據，這邊提示了辣木除了昭通與香格里拉部分高海拔地區外，適宜在云南多數地方安家。

除了解決了為什么的問題，基因組的破譯還可解決怎么改變的問題。比如，在辣木生長中，最大的兩個問題是抗凍和株高。辣木正常生長是最低溫度大約是零下一度，但如果使用基因組輔助的方式，科研人員就可以選育出更耐冷的辣木，讓辣木的種植范圍更廣闊。同時，辣木由于生長速度過快，株高在短時間內會變得很高，導致人們采摘很困難。而基因信息則可指導育種人員，快速培育出葉片產量高，而植株卻不高的辣木新品種。

“辣木的基因組破解僅僅是辣木科研的第一步，接下來，課題組還將逐步解決辣木的功能研究和產品開發兩個難題。”盛軍說，人人都知道辣木好，但它到底好在哪里？又有哪些不好的作用？這些都還沒得到科學的研判。2013年，辣木獲批為新資源食品，這意味著辣木的產品開發將迎來新時代。為了科學地揭示辣木的功效、適用人群和最優化食用方案，特別是需要提示辣木對東亞人的營養和功能，課題組展開了辣木“健康組計劃”。在使用大量實驗小鼠進行對照實驗后，科研人員發現，辣木會顯著降低血糖、血脂和平衡小鼠體重，避免肥胖發生。這意味著，辣木或許會有減肥的功能。同時，科研人員還發現，食用辣木可明顯增長腸道的長度，這也給腸癌病人術后康復帶來了福音。基于這些研究成果，課題組將用3年時間，分階段完成辣木的全產業鏈開發，使辣木在云南全面“開花結果”。

目前，云南省高原特色農業產業研究院和大理來思爾乳業有限責任公司已共同開發出辣木酸奶，不久將上市。“當然，辣木的綜合性成分開發還有很長的路要走。但沿著這樣的思路走下去，辣木或許會成為云南又一吸引人的新興生物產業。”盛軍說