我國科學家破譯睡蓮基因組密碼

日前，由福建農林大學教授張亮生主持的研究成果《睡蓮基因組和早期開花植物進化》在《自然》雜誌線上發表。該研究獲得了藍星睡蓮的高品質基因組。由於睡蓮獨特的進化位置，其基因組與轉錄組結果展示了早期開花植物的進化特點和特徵，對揭示開花植物起源和進化具有重大意義。同時該研究解析了睡蓮的花器官發育和花香花色調控基因，對園藝植物分子育種等應用具有重要參考價值，破解“開花植物如何在2億年內快速佔領地球”之謎邁出了關鍵一步。

開花植物又叫被子植物，主要分為真雙子葉、單子葉、木蘭類和早期開花植物類群。早期開花植物類群有無油樟目、睡蓮目以及木蘭藤目。睡蓮作為早期被子植物類群，其基因組和生物學特點是理解被子植物起源和快速輻射的關鍵一環，具有重要的進化地位和基礎研究價值。同時，睡蓮是著名的水生觀賞花卉，有著重要的經濟和文化價值。近20年來，世界各地通過雜交技術培育了大量的睡蓮品種。

據了解，在此項研究中，科研人員獲得了藍星睡蓮的高品質基因組，通過系統發育組分析顯示，睡蓮屬於早期被子植物類群，以此確定了睡蓮的進化位置。他們還通過基因組和轉錄組分析，發現睡蓮科祖先發生了一次基因組加倍事件，這個事件發生在大約1億年前，是一個古老的基因組加倍。研究表明，睡蓮基因組多倍化對睡蓮的起源和廣泛分佈有貢獻。

睡蓮有花色和花香，科研團隊還通過基因組研究了其花器官發育ABCE模型以及花色花香的合成途徑，揭示了早期被子植物的一些進化特徵。研究人員通過比較自然變異的白色花瓣與藍色花瓣的轉錄組，發現兩個重要基因是編碼藍色花瓣合成途徑的關鍵酶。

有關專家表示，睡蓮基因組研究成果加深了人們對多倍化的認識，是被子植物演化研究的一個重要標誌性工作。該研究所取得的新突破，對我國觀賞園藝領域物種起源演化的基礎研究具有重要的推動作用，也為其他園藝作物複雜基因組解析提供了借鑒。（高建進 劉成志）