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國立成功大學

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成大蘭花研究團隊與國際團隊合作完成 全世界第一個全基因體解序的蘭科植物

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【台北訊】國立成功大學生命科學系特聘教授陳虹樺領導成大蘭花研究團隊,與國際團隊攜手合作,用小蘭嶼蝴蝶蘭 (Phalaenopsis equestris) 為標的,完成全世界第一個全基因體解序的蘭科植物:小蘭嶼蝴蝶蘭。陳虹樺特聘教授表示,小蘭嶼蝴蝶蘭全基因體序列之解碼,有助於瞭解蘭科植物的演化,以及蘭花如何發展適應環境的策略,未來可應用在分子標誌輔助育種選拔,將大幅提升台灣蝴蝶蘭產業的國際競爭力。

成大副校長蘇慧貞、台灣蘭花產銷發展協會理事長高紀清、台灣蘭花育種者協會理事長賴本智、台灣蘭花仙履蘭協會理事長陳澄鍾、成大熱帶植物科學研究所所長劉景煌等貴賓都出席發表會,見證成大的學術能量與卓越的研究成果。

蘇慧貞副校長代表校長黃煌煇致詞,成大所有的研究不論在新知發現或科技突破都有著強烈的使命感,也就是要對產業的發展有積極的貢獻;蝴蝶蘭是台灣很重要的外銷產業之一,產值至少80億以上,成大解開小蘭嶼蝴蝶蘭全基因體意義重大,包括技術領先、育種開發等等優勢,將會對台灣蘭花產業發展將帶來全新風貌。

小蘭嶼蝴蝶蘭基因體組裝後的大小為1.16 x 109 對核甘酸鹼基 (1.16 Gb),可轉譯出29,431個基因。這篇研究論文「The genome sequence of the orchid Phalaenopsis equestris」刊登於2014年11月24日Nature Genetics期刊,並獲選為封面文章。

蘭科植物目前約有25,000物種,是被子植物物種數目最多的一科,且新物種仍不斷被發現。蘭花演化過程中,如何發展出許多適應環境的特別策略,一直是幾百年來,吸引科學家極力尋求解答的研究課題。蝴蝶蘭是目前全世界最受歡迎的盆栽園藝作物,而台灣蝴蝶蘭產業也是提供全世界最重要的蘭花供應鏈,是台灣最重要的外銷花卉之一,年產值約有80億台幣。

「The genome sequence of the orchid Phalaenopsis equestris (小蘭嶼蝴蝶蘭全基因體序列) 」是國際合作的成果、歷時五年完成,共有台灣、中國大陸、比利時及法國四個國家地區、13個研究單位、38個研究人員共同參與研究。台灣主要為成功大學,包括生命科學系、熱帶植物科學研究所及蘭花研發中心等8人參與,其中陳虹樺特聘教授為共同通訊作者,蔡文杰副教授為共同第一作者。

Nature Genetics是在1992年出版的Nature期刊系列,為研究遺傳學的高質量科學雜誌。該雜誌包含了對人的特質和其他模式生物,包括鼠,蠅,線蟲和酵母菌基因和功能基因組學研究。它是備受國際肯定的科學刊物,影響因子為29.648,它在遺傳學類別期刊中排名第二的雜誌。

蘭科的花部形態構造極其特殊,由外而內,共有三片萼片,三片花瓣和一個特化的合蕊柱。在三片花瓣中,位於下側之花瓣為高度特化之唇瓣,為其主要花部特徵之一。唇瓣具有吸引授粉者的功能,當授粉者進入花朵進行採蜜的行為時,唇瓣向外延伸之部位可供授粉媒進入內腔時的踏板。合蕊柱為蘭科植物主要之生殖器官,乃由其雄蕊與雌蕊癒合形成。唇瓣及合蕊柱可供判斷是否為蘭科植物重要的花部特徵。此外,百分之七十的蘭花為景天酸代謝植物,葉片肥厚多汁、能耐乾旱逆境。其根部能和真菌共生,增加養分吸收的效率。

成功大學生命科學系特聘教授陳虹樺指出,經由小蘭嶼蝴蝶蘭全基因體解序結果,發現蘭花具有較多的MADS-box基因家族成員,包括B-AP3,C/D,E,以及AGL6次家族。這些基因擴張,是造成蘭科植物和其他植物的花形態不同的主要原因。在蘭花演化的過程中,這些擴張的基因經過了序列及基因表現模式的改變而獲得了新的功能,並因此重整了蘭花花部發育程式,導致唇瓣及合蕊柱新型花器官的產生。

成功大學生命科學系特聘教授陳虹樺所領導的成功大學蘭花研究團隊成員,包括熱帶植物科學研究所蔡文杰副教授,蘭花研發中心蕭郁芸博士後研究員以及生命科學系5位博士班學生。

所謂全基因體解序:
即指利用DNA定序技術將一個生物物種含有的遺傳物質DNA序列全部解碼,即稱為"全基因體解序"。

「小蘭嶼蝴蝶蘭基因體組裝後的大小為1.16 x 109 對核甘酸鹼基 (1.16 Gb),可轉譯出29,431個基因」,對整體研究的重大意義:如人類基因體解碼後可增進對疾病治療, 開發新藥物設計等.小蘭嶼蝴蝶蘭基因體解碼後,可增進抗病,抗蟲及其他優良品種之分子選拔育種,開發新品種等.
維護單位: 新聞中心
更新日期: 103.11.25
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