| 國家蘭科植物種質資源保護中心 |
| 首個蘭花全基因組測序完成 |
本報訊（記者黃明明）11月25日，由國家蘭科植物種質資源保護中心暨深圳市蘭科植物保護研究中心教授劉仲健領銜的來自清華大學、臺灣成功大學、中國科學院植物所、華大基因研究院、華南農業大學林學院以及比利時根特大學等多個研究單位的研究團隊完成了小蘭嶼蝴蝶蘭基因組和分析，獲得了首個蘭花基因組全景圖。相關成果在線發表於當天的《自然·遺傳學》，並將其作為該期的封面文章。
蘭科植物（蘭花）作為植物界種類最豐富的家族之一，是植物多樣性保護的旗幟物種，素有「植物界大熊貓」之稱。蘭花生物多樣性的遺傳基礎，一直是懸而未決的問題。
該研究對小蘭嶼蝴蝶蘭進行了全基因組測序和組裝。在此基礎上進行基因預測，一共發現了29431個蛋白編碼基因。有趣的是這些蛋白編碼基因的平均內含子長度達到2922鹼基對，這一長度顯著超過了迄今為止所有植物基因組中平均內含子長度，進一步分析發現蝴蝶蘭內含子中的大量的轉座元件是蝴蝶蘭超長內含子的主要原因。
該研究搜索全基因組序列得到的342個同時涵蓋其他七個單子葉和雙子葉物種的單拷貝直系同源基因家族。基於這些基因家族進行演化時間推算的結果顯示蝴蝶蘭和其他單子葉植物的分歧時間為距今1.351±0.17億年以前。和水稻、擬蘭芥等碳三代謝以及玉米高粱等碳四代謝植物相比，小蘭嶼蝴蝶蘭屬於景天酸代謝附生植物。
本研究是首次對景天酸代謝植物進行的全基因組測序。通過對景天酸代謝途徑的六個關鍵基因家族的分析，發現其中四個基因家族在蝴蝶蘭中發生了特異的基因重複和丟失。這些基因重複和丟失事件很可能與蘭花中景天酸代謝途徑的演化有重要貢獻。
點評：「蝴蝶蘭全基因組圖譜」是世界上第一個完成測序和分析的蘭科植物和景天酸代謝（CAM）植物的基因組圖譜。它的完成填補了植物基因組研究的多個空白。全世界的大量蘭花由於非法採集和生境破壞而瀕臨滅絕。蘭花基因組的公布將使得全基因組水平對瀕危蘭花多樣性和演化進行探索和研究得以實現，為蘭花保護提供重要的理論依據和指導。
同時,蘭花全基因組序列也將為蘭花遺傳工程育種研究提供重要資源和基礎，對於加速蘭科植物保護、蘭花品種創新、推進蘭花相關產業鏈的發展和提升我國在生物學、碳匯研究、生物多樣性以及環境氣候變遷等領域的研究水平具有重要意義。
《中國科學報》 (2014-11-26 第6版 科研)