成大完成達爾文的遺憾 蘭花基因解碼登上Nature
2017/10/02 @臺灣
示意圖
達爾文一生的遺憾，成大為他解答了！成大生科院團隊最近以「擬蘭基因體與蘭花演化」的跨國研究，登上國際科研排名第一的自然（Nature）期刊，將有7500萬年歷史的「擬蘭」全基因體解序，進而解開蘭花演化的謎團，對於未來蘭花的精準育種與栽培，也有很大的幫助。
這項研究是由台灣、中國、日本及比利時四國共同完成，研究刊在自然期刊上時，成大團隊的成員特別被冠上國籍「台灣」，成員表示，過去國內的研究在國際期刊上刊登時，台灣名稱會被改成台北，但這次是台灣，可以解讀為台灣在這項研究有主要貢獻，受到重視。
成員之一的成大熱帶植物科學研究所副教授蔡文杰表示，演化學之父達爾文生前曾寫信給好友，稱「一生中最感興趣的是蘭花」，主要是蘭花的品種樣貌多，其間的演化讓人著迷，但當時基因學尚未發展，科學家只能想像其中的奧妙，而這次的成果，算是彌補達爾文一生的遺憾。
這項研究今天刊登在自然期刊上，是台灣今年第一篇刊登在該期刊上的研究，受到世界矚目，成大校長蘇慧貞等人今天下午都參與發表，認為是台灣今年重要的研究成果，感到興奮。
蔡文杰表示，團隊花費三年多時間，研究蘭花的基因，兩年前已發表台灣原生種「小蘭嶼姬蝴蝶蘭」的基因定序，這次發表的則是利用中國原生的「擬蘭」，2萬1000多個基因定序後，與其他蘭花進行比對。
他表示，在水稻、阿拉伯芥等物種的基因陸續被定序後，基因定序蓬勃發展，定序已不再困難，但困難的是後續要如何利用定序來了解物種的演化。
大自然中的蘭花物種相當多，形態各易，「為何會演化出那麼多的物種？」蔡文杰表示，擬蘭至少有7500萬年的歷史，是一種古老的物種，把它與其他蘭花比對，就能畫出演化的進程圖。
達爾文在1862年時，接到一朵來自馬達加斯加的奇特蘭花「大慧星風蘭」，花朵的後方有長達30公分的細長花距，構造奇特，當時他就猜測，應該有一種口器可以伸長超過30公分的蛾，才能為這種蘭花傳粉，但在他生前一直沒有機會得到解答，一直到1992年，科學家才終於紀錄到這種天蛾為大慧星風蘭傳粉。
蔡文杰表示，擬蘭的外觀與一般蘭花差很多，沒有變形的唇瓣及完整的蕊柱，也沒有花粉團塊而是顆粒，最特別的是擬蘭長在土裡，而不像一般蘭花是附生在其他植物或岩石上。
基因比對後發現，蘭花有一個「MADS-box」基因家族，可調控花瓣、蕊柱、花萼及花粉等演化，例如為了讓昆蟲與鳥類可以協助傳粉，演化出像是飛機滑行道的唇瓣，方便進入花朵內，為了適應不同環境，不同基因的保留與消失，是蘭花演化的動力，才會產生這麼多的物種。
蔡文杰表示，也因為解開了蘭花的基因密碼，目前也建立了全球第一個蘭花基因資料庫，未來可以更精準的育種，不必再碰運氣，而在栽培上也可以從基因了解每種蘭花適合的栽培方法，不必再摸索。
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