福建农林大学最新发表Nature：睡莲基因组

时间：2019-12-19 00:00:00 来源：网络整理

由福建农林大学张亮生教授主持，南京农业大学，比利时根特大学和美国宾州州立大学等多家单位参与的研究成果《睡莲基因组和早期开花植物进化》（The water lily genome and the early evolution of flowering plants）于2019年12月19日在国际顶尖学术刊物《自然》（Nature）上以长文在线（online）发表。

睡莲除了具有重要的观赏和文化价值，还是开花（被子）植物起源的重要节点。睡莲与无油樟，八角茴香等属于早期开花植物，与真双子叶植物荷花进化关系差别很远。开花植物有近30万种，起源于大约2亿年前，其快速辐射吸引了许多科学家，并被达尔文认为是“恼人之谜”。

然而，对于睡莲的遗传学和基因组学知之甚少。因此睡莲是研究基部开花植物的起源和进化（达尔文的“恼人之谜”）的关键一环。此外，有的睡莲有蓝色花瓣和浓郁的花香，是研究花色花香好材料；睡莲全世界分布，包括新疆寒冷地区，具有很强的适应性。

此前，张亮生教授团队首先基于三代测序技术完成了蓝星睡莲基因组工作。基于睡莲基因组信息，发现睡莲有很多特征与核心被子植物近似，如其独立进化出了花香。基于蓝色和白色花瓣表达数据，发现两个基因可能特异参与蓝色花瓣合成途径。与抗性相关基因在睡莲中显著扩张，可能与其全球适应性相关。

在最新研究中，这一研究团队基于睡莲基因组数据分析确定了无油樟和睡莲的进化位置，确定了睡莲祖先发生过多倍化，并且通过睡莲基因组研究其花器官发育ABCE模型以及花色花香的合成途径揭示了早期被子植物的一些进化特征。特别是发现睡莲基因组多倍化对睡莲的起源和广泛分布有贡献，加深了我们对多倍化的认识。该研究是被子植物演化研究的一个重要标志性工作。

研究员们以一年生草本“蓝星睡莲”为材料，获得了较好的测序组装结果，并对与叶形和生殖发育过程有关的若干基因家族的亲缘关系进行了分析。

他们的进化分析表明，睡莲可能是最基部的被子植物。作为重要的资源植物，睡莲具有显著的观赏、食用、药用等价值。睡莲基因组测序项目的完成将大大推动睡莲性状发育机制的研究，进而为分子育种奠定基础。

原文标题：

The water lily genome and the early evolution of flowering plants

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