為樹木的基因定序

為樹木的基因定序
知識通訊評論第45期

白楊樹的基因組定序，有助於使樹木成為更好的生質燃料。

第一筆樹木基因組的資料，已經發表出來了。研究者希望這筆關於灰楊樹 (Populus trichocarpa) 的資訊出爐，可讓樹木成為更好的再生能源來源。

美國西雅圖華盛頓大學的植物演化專家布萊蕭 (Toby Bradshaw) 表示，做為生質燃料的理想植物，與現今任何可供使用的植物都非常不同；不過現在我們有能力操縱樹木內的生物化學路徑，製造出更好的生質燃料。他認為此法潛力無限。

這項研究結果來自主要由美國能源部資助的一個大型國際研究團隊，發表於二○○六年九月十五日的《科學》雜誌。他們選擇白楊樹的原因是它成長快速，並具有做為生質燃料的潛力。此外，預料它也有個相對較小的基因組。

我們擁有從細菌到人類等各式各樣的動物基因組，但這不過是第三個植物基因組而已。前兩個已找出基因組的植物，是植物生物學裡很受歡迎的小型開花植物阿拉伯芥 (Arabidopsis) ，以及其基因組已被用來協助製造有較大產量，生命力較為強韌作物的稻米。

美國能源部在今年一月宣布計畫，要將做為生質柴油主要來源的大豆 (Glycine max) 定序。還有其他團體準備做尤加利樹跟桃樹的定序。

更佳生質

生產生質燃料需要大量的土地，卻只能從植物的纖維素裡擠出相對少量的乙醇燃料，就經濟而言尚不可行。這份報告的領銜作者，美國田納西州橡樹嶺國家實驗室的圖斯坎 (Gerald Tuskan) 表示，白楊樹的基因組應該有助於改進這一問題。

比方說研究員打算利用基因技巧，使白楊樹成長得更快，枝葉更少一點，好讓更多的樹木能在狹小的空間裡更加快速地成長。他們也想要讓樹木的纖維素–木質素比例更高一些，好讓這些植物更易於轉化成糖份跟乙醇。

不過研究團隊並不預期會馬上看到結果，圖斯坎說要讓這些有機體完全習於製造乙醇生質，大概要十五年左右；不過三到五年之內，應該就能急遽增產。

中國已在種植一片片經過基因改造，對昆蟲具有抵抗力的白楊樹園。他們打算利用白楊樹來遏止侵入農耕地區，逐漸擴張的沙漠。

這項定序工作確認了灰楊樹基因組裡，四萬五千多個一般認為是為蛋白質編碼的基因。相較之下，一般認為人類基因組含有大約兩萬個基因。

研究員把白楊樹的基因碼，與具有共同祖先的阿拉伯芥的基因碼互相比較，發現在演化路徑分道揚鑣之後，白楊樹完全複製了自己的基因組。他們說這可能使其血統得以自由演化。

[註] 更多資訊請參考知識通訊評論第45期