日前，记者从深圳市中国科学院仙湖植物园获悉，由该园团队牵头，联合中国科学院中-非联合研究中心、兰科中心、英国皇家植物园-邱园、中国科学院植物研究所等国内外知名院所开展的“买麻藤全基因组计划”目前取得重大进展。相关研究1月29日以封面长文形式在线发表于《自然-植物》杂志。

据了解，裸子植物和被子植物的起源、分歧及演化，是现代植物学科的基础热点领域。现存35万余种种子植物被分成苏铁类、松柏类、银杏、买麻藤类（裸子植物）和有花植物（被子植物）五大类。其中被喻为“百年之谜”的买麻藤类植物，因其独有的形态特征以及历史研究背景，一直受到世界植物学家的广泛关注。一个多世纪来，对买麻藤类植物的系统分类地位持续争论，不同假说层出不穷，迄今仍未有定论，号称百年之争。

研究人员通过开发新的基因组组装软件，克服了裸子植物高重复和高杂合的技术难点，对接近4.5 G的买麻藤（G. montanum）进行全基因组测序组装，并结合转录组数据，对现今已发表的17种代表性陆地植物进行了全基因组比较及相关分析。首次揭示了早期种子植物不同分支的基因组演化历史并推导了其共同最近祖先的古老基因组特征。研究发现，买麻藤的基因组特征显著区别于其他已报道的种子植物（针叶树、银杏、被子植物），在某些特定的特征上如内含子、重复序列进化模式和现存最古老被子植物无油樟“相似”。

此外，买麻藤在种子植物保守功能基因集合（现存种子植物共享）呈现出非常古老的状态，暗示并未发生剧烈的家族扩张和收缩。文章从基因组层面，全面分析并呈现了买麻藤独有的“特质”，帮助我们对种子植物共同祖先的特定基因组特征进行了推演和讨论，同时也为目前作为针叶树（Conifers）姐妹群的假说（Gnepine，Gnecup or Gnetifer）提供新的思考，暗示了种子植物早期的演化比我们想象中更为复杂。

据了解，该研究论文题目为“买麻藤基因组与早期种子植物演化”，中国科学院中-非联合研究中心生物多样性保护首席研究员、深圳市中国科学院仙湖植物园副研究员万涛是论文的第一作者，中国科学院中-非联合研究中心主任王青锋研究员和深圳市中国科学院仙湖植物园教授级高级工程师王晓明博士为并列通讯作者。

链接：买麻藤提取物能抗肿瘤

看似高精尖的科研项目，在科学家看来，对买麻藤类植物的基因测序，和普通市民的生活息息相关。

仙湖植物园管理处副主任张寿洲表示，基因组作为生命信息的承载体，隐含着每种生物的全部秘密。获得一个物种的全基因组序列是加快对此物种了解的重要途径，可为全面研究该物种的生长发育、繁殖、遗传变异、抗逆性、与环境的相互作用（包括抗逆能力）及其遗传改良提供重要的参考和指导信息，为该物种的育种提供全新的手段和广阔的可能空间，大大拓展种质资源中优异基因挖掘的广度和深度，显著提高复杂性状改良的可操作性和新品种选育的效率。

“在中国，以粮食作物水稻为例，我国是第一个完成水稻全基因组测序的国家，从而在水稻基因遗传资源研究和利用水平上拥有绝对的优势和基础，通过对不同优良品系的水稻种质资源进行全基因组扫描，获得该类群所有的遗传变异信息，结合传统育种方式，极大地提高了育种效率。”张寿洲说。

深圳市城管局公园管理中心教授级高级工程师王晓明补充介绍称，早在1500年前，买麻藤科植物作为重要的中药材和相关产业原料被广泛重视。

现代研究发现，买麻藤富含芪类化合物、生物碱类和黄酮类等生物活性成分，据统计，买麻藤科植物所含芪类化合物高达99种、生物碱10种、黄酮类14种。更有研究表明，该科植物提取物对人类某些肿瘤细胞具有潜在的专一性抑制作用，如买麻藤中有56种芪类化合物能够抑制肿瘤细胞HL60的活性，买麻藤是研发抗肿瘤药物的首选物种之一。

王晓明说，通过对买麻藤完整生命信息的破译，能够对全面研究买麻藤科植物的生长、发育、繁殖、遗传改良提供重要的参考和指导信息，从而抢占其基因遗传资源开发与利用制高点，同时为其下游产业应用打下坚实基础。

【记者】杜艳