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兰科植物蝴蝶兰基因组图谱发布(图)

兰科植物蝴蝶兰基因组图谱发布(图)

作者：佚名来源：大洋—广州时间：

兰花具有很高的观赏性，它还对研究植物进化很有价值。 新华社发

中国花木11月26日资讯：本站工作人员从大洋 广州获悉 为世界首个兰科植物和景天酸代谢植物基因组图谱 填补植物基因组多项空白

兰花幽香清远,素洁脱俗，在我国常被看作谦谦君子的象征。其在植物界的地位也不一般，素有 植物界大熊猫 之称。全世界的大量兰花由于非法采集和环境破坏而濒临灭绝，其生物多样性的遗传基础一直悬而未决。昨日从深圳华大基因获悉，由国家兰科植物种质资源保护中心暨深圳市兰科植物保护研究中心刘仲健教授领衔的研究团队完成了小兰单序草屿蝴蝶兰基因组测序和分析，获得了首个兰花基因组全景图，成果于今日凌晨发表于国际顶级科学杂志Nature Genetics。该成果将作为该杂志最新的封面文章予以刊登。

蝴蝶兰全基因组图谱 是世界上第一个完成测序和分析的兰科植物和景天经常使用来比较和鉴别渗碳和表面淬火等化学热处理及表面热处理机件的质量和性能酸代谢(CAM)植物的基因组图谱，有助于为兰花保护提供重要的理论依据和指导，对于我国在生物学、碳汇研究、生物多样性以及环境气候变迁等领域的研究具有重大意义。

兰花多样性遗传基础揭秘

兰科植物(俗称兰花)是世界上濒危物种的最大家族，全世界约有2.5万种，我国1300多种兰科植物均被列入世界濒危物种二级以上保护。而深圳兰科植物保护中心则是目前保护中国濒危兰科植物物种最多的基地，收集保护的国家和国际一级和二级保护的濒危兰科植物物种达900多种。

昨日发布的研究成果由国家兰科植物种质资源保护中心暨深圳市兰科植物保护研究中心刘仲健教授领衔，由来自清华大学、台湾成功大学、中国科学院植物所、深圳华大基因研究院、华南农业大学林学院以及比利时根特大学等多个研究单位的研究团队共同完成。研究完成了小兰屿蝴蝶兰基因组测序和分析，获得了首个兰花基因组全景图。

小兰屿蝴蝶兰是一种广泛用于杂交育种的具有重要园艺价值的兰花，该研究成果于今日发表于国际顶级科学杂志冬瓜杨Nature Genetics(自然遗传学)，并将作为本期的封面文章发表。

深圳兰科植物保护中心相关专家告诉，兰花作为植物由于它只是1个用来检测力学性能实验机并显示实验数据的1台电脑界种类最丰富的家族之一， 是植物多样性保护的旗帜物种，素有 植物界大熊猫 之称。兰花以过人的本领生长于逆境之中，经受着各种的自然选择而生生不息。

很多兰花具有独特的吸引昆虫完成传粉的机制，吸引了自达尔文以来无数的演化生物学家和植物学家对兰花进行大量细致的观察和研究，然而兰花生物多样性的遗传基础，一直是悬而未决的问题。 华大基因研究院执行副院长刘心介绍。而人类对兰花基因组缺乏了解已构成了当今制约兰花研究和保护利用的瓶颈。

此次研究发布的 蝴蝶兰全基因组图谱 是世界上第一个完成测序和分析的兰科植物和景天酸代谢(CAM)植物的基因组图谱。专家介绍，它的完成填补了植物基因组研究的多个空白，对全球基因组科学作出了重大贡献，将为世界上其他相关研究提供全新的起点和平台。

恐龙灭绝了兰花却幸存下来

当低温恒温槽工作温度较低时 让科学家们发现有趣的是，在一共发现的29431个蛋白编码基因中，平均内含子长度达到2922碱基对，这一长度显著超过了迄今为止所有植物基因组中平均内含子长度。而科学家们进一步分析发现蝴蝶兰内含子中的大量的转座元件是蝴蝶兰超长内含子的主要原因。

华大基因研究院执行副院长刘心介绍，通过分析蝴蝶兰基因组中的重复基因间的同义替换率，发现蝴蝶兰在距今7557万年前也就是白垩纪、古近纪时期交界前不久经历了一次全基因组重复。

白垩纪、古近纪时期在地球历史上经历了一次大规模物种灭绝事件，灭绝了包括恐龙在内的当时地球上大部分动物与植物。而在这场灭绝中，拥有多倍基因的被子植物克服了恶劣环境，得以幸存。而被子植物们变得如此丰茂和精美。

这次古多倍化事件以及随后发生的兰科植物大规模辐射演化奠定了兰科植物发育成为被子植物第二大科的基础。 刘心说。

小兰屿蝴蝶兰属于景天酸代谢附生植物。景天酸代谢途径是对干旱或附生环境的一种适应性光合作用代谢途径。该代谢途径大大提高了植物对水的利用率。

刘心介绍，此次研究是首次对景天酸代谢植物进行的全基因组测序。通过对景天酸代谢途径的六个关键基因家族的分析，发现其中四个基因家族在蝴蝶兰中发生了特异的基因重复和丢失。

意义：促进认识和保护植物多样性

科学家们表示，兰花基因浙江冬青组的公布将使得全基因组水平对濒危兰花多样性和演化进行探索和研究得以实现，为兰花保护提供重要的理论依据和指导。同时,兰花全基因组序列也将为兰花遗传工程育种研究提供重要资源和基础，对于加速兰科植物保护、兰花品种创新、推进兰花相关产业链的发展和提升我国在生物学、碳汇研究、生物多样性以及环境气候变迁等领域的研究水平具有重大的意义。

兰科植物本身对于气候等环境长鳞耳蕨因素较为敏感，利用基因组信息研究兰科植物能够帮助我们从基因组、遗传等角度了解植物与环境之间的相互作用，进而帮助相关研究领域的研究。 刘心说。