日前,在第28届中国(翁源)兰花博览会上,兰科中心主任刘仲健教授发布了“墨兰基因组与国兰形态的进化”项目取得的重大科研成果——在全球率先成功绘制墨兰基因组的物理图谱。
兰科植物(俗称兰花)占全世界植物种类10%,具有极高的科研、生态、观赏、文化和药用价值,是我国最珍贵的野生植物资源之一。墨兰(Cymbidium sinense)又称“报岁兰”,被誉为我国十大传统名花之一,是国兰中最具观赏价值的物种,也是最具广东特色的花卉种类之一,其栽培园艺品种数不胜数,此类现象在花卉界中极为少见。从墨兰叶面彩纹的多样性和变化的复杂性而言,其叶艺堪称一切观叶植物之冠。
经过共同努力和深入研究,科研团队成功绘制了墨兰基因组的物理图谱(Hi-C),染色体水平组装,Scaffold N50=159M,Contig N50=200K。分析结果显示墨兰染色体数目为2N=2X=40,基因组大小为4.25G,杂合度约1.5%,重复序列80%,属于高杂合复杂基因组。预测的蛋白编码基因数量29895个。
科研人员通过对墨兰基因组的数据进行分析,结合最前沿的RNA测序技术、蛋白组测序技术、miRNA检测以及基因功能验证,蛋白相互作用分析等分子生物学手段,找出国兰进化中经历的关键事件,从而解析国兰形态的进化历程,解码国兰形态多变的奥秘。科研团队充分利用广东特色墨兰的资源优势,开展以全基因组测序为基础的兰花重要性状的功能基因研究,从基因组到形态对墨兰的“国兰艺术”全部要素(含线艺、叶艺、花色、花香、花型等)进行分子解码,建立了墨兰重要性状的分子调控网络模型,揭示了国兰观赏性状的分子调控机制,为国兰的园艺性状改良、分子育种和基因编辑提供切实可行的理论指导。