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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,算是彌補達爾台南酒店小姐經紀人文一生的遺憾。

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,擬蘭台南酒店小姐經紀人至少有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。
成大生科院團隊擬蘭全基因體解序研究,今天登上自然期刊,左起團隊成員蕭郁芸、校長蘇慧貞、黃文杰及張松彬。記者修瑞瑩/攝影
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台南網頁設計
國內蘭花業者培育長花距的蘭花,與當年達爾花著迷的「大慧星風蘭」都有相同的長花距。記者修瑞瑩/攝影
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當年達爾花著迷的「大慧星風蘭」有著長達30公分的花距。記者修瑞瑩/攝影
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中國的原生蘭花擬蘭被跨國研究團隊全基因體解序。記者修瑞瑩/攝影
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成大生科院團隊擬蘭全基因體解序研究,今天登上自然期刊,左起團隊成員蔡文杰、校長蘇慧貞、蕭郁芸及張松彬。記者修瑞瑩/攝影
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