秋海棠屬是世界上物種多樣性最為豐富的類群之一，是全球維管植物物種數(shù)量排名前十的大屬，種類超過(guò)2000種，也是全球著名的園藝花卉之一。近日，由深圳市城市管理和綜合執(zhí)法局仙湖植物園與深圳華大生命科學(xué)研究院牽頭完成的秋海棠屬植物基因組研究成果《Genomes shed light on the evolution of Begonia, a mega-diverse genus》，在植物學(xué)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威刊物《新植物學(xué)家》(New Phytologist)正式發(fā)表，該研究成果為揭示秋海棠屬植物多樣性形成及適應(yīng)性進(jìn)化提供了新的見(jiàn)解，并為秋海棠屬植物后基因組學(xué)研究提供了重要的參考。

4年完成4種秋海棠屬植物全基因組組裝

“秋海棠屬植物是研究生物多樣性和適應(yīng)性形成非常理想的材料。這也是我們選擇研究它的原因。”該論文第一作者之一仙湖植物園植物研究中心李凌飛博士告訴記者，該項(xiàng)目于2017年策劃啟動(dòng)，聯(lián)合了國(guó)內(nèi)外幾個(gè)秋海棠和基因組領(lǐng)域的研究專家，歷時(shí)近4年時(shí)間完成。

最新發(fā)布的研究成果中，研究團(tuán)隊(duì)完成了桑寄生狀秋海棠(Begonia loranthoides)、鐵十字秋海棠(Begonia masoniana)、黑武士秋海棠(Begonia darthvaderiana)、和盾葉秋海棠(Begonia peltatifolia)4種秋海棠屬植物全基因組組裝，并完成了74個(gè)全球代表性的種類的淺層基因組測(cè)序。同時(shí)，該研究還發(fā)現(xiàn)，秋海棠屬祖先在大約3500萬(wàn)年前經(jīng)歷了一次特有的全基因組加倍事件，該事件對(duì)秋海棠屬植物多樣性演化和耐陰適應(yīng)性具有重要貢獻(xiàn)。

慢慢解開(kāi)秋海棠屬植物關(guān)鍵基因

“中國(guó)是秋海棠屬植物分布最多的國(guó)家，有268種野生秋海棠屬植物，但我們?cè)谄溲芯亢烷_(kāi)發(fā)應(yīng)用上是嚴(yán)重落后的。”李凌飛表示，雖然中國(guó)秋海棠屬植物資源雖然非常豐富，但歐美國(guó)家早在100多年前就開(kāi)始研究并培育出了超過(guò)15000多個(gè)園藝品種，而中國(guó)真正起步是在上世紀(jì)90年代，才逐步由植物園開(kāi)始收集秋海棠屬植物種質(zhì)資源。“我們希望借此研究，慢慢解開(kāi)秋海棠屬植物一些非常重要園藝性狀形成的機(jī)理，比如葉斑、葉型，希望鑒定到這些關(guān)鍵基因，可以用于我們分子育種定向改造我們的園藝植物。”

該研究成果由仙湖植物園植物研究中心李凌飛博士、董珊珊博士、李娜以及華大生命科學(xué)研究院陳曉麗博士、方東明副研究員、郭興博士為論文共同第一作者。華大生命科學(xué)研究院劉歡研究員和仙湖植物園張壽洲研究員為共同通訊作者。該項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、深圳市城市管理和綜合執(zhí)法局科研項(xiàng)目等資金的支持。

仙湖已收集保育400余種秋海棠屬植物

2021年，深圳發(fā)現(xiàn)了一個(gè)秋海棠屬植物，并以深圳命名，就叫“深圳秋海棠”(Begonia shenzhenensis)。由深圳資深植物愛(ài)好者王曉云首次發(fā)現(xiàn)，并由上海辰山植物園的田代科研究員鑒定為新的物種。這也是第8個(gè)以深圳命名的植物。

據(jù)介紹，秋海棠屬為典型的陰生植物，主要分布在赤道附近的熱帶及亞熱帶地區(qū)，多數(shù)種類生活在林下、峽谷、瀑布、溶洞等陰濕的地方。

自2008年起，市城管和綜合執(zhí)法局仙湖植物園已收集保育400余種秋海棠屬植物種質(zhì)資源，成為國(guó)內(nèi)該類群收集種類最多的單位之一。仙湖植物園依托深圳市南亞熱帶重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了系統(tǒng)的科學(xué)研究和系列科普展覽活動(dòng)，為專業(yè)人士和普通市民提供了重要學(xué)習(xí)及交流平臺(tái)。

關(guān)鍵詞： 秋海棠屬 植物基因組 維管植物物種數(shù)量排名 桑寄生狀秋海棠