项目名称兰科植物进化生物学研究

项目名称：兰科植物进化生物学研究

推荐单位：福建省教育厅

推荐奖种：福建省自然科学奖

项目简介：

该项目属于生物学领域的生物演化与发展（含生物进化论）学科。

从2000年至今，在国家自然基金、国家林业局林业行业公益性项目、福建省自然基金、福建省种业创新与产业化工程项目、深圳市科技创新基金等项目的支持下，课题组在兰科植物的种质资源库构建、繁殖系统多样性、进化发育与系统调控机制、起源与演化、濒危机制等进化生物学领域开展研究，取得如下成果：

1、种质资源库构建：1）本项目对亚洲（尤其中国）地区的野生兰科植物资源进行了调查，发现并发表了新属7个、新种66个，丰富了植物物种基因库和兰花种类，为兰科植物育种注入新的种源。2）首次详细注释了兰科10个物种涵盖全部5亚科的156万多条unigene的兰花基础分子数据库（OrchidBase 2.0），为兰科植物的分子进化等相关研究奠定了基础。

2、繁殖系统多样性：报道了兰科植物3种全新的自交繁殖策略，7种促进异交的繁殖策略，以及2种防止种群灭绝的无性繁殖策略。其中大根槽舌兰的花药逆重力主动旋转360°，将花粉块插入其自身的柱头腔，类似动物的交配，且无需任何传粉媒介，该发现拓宽了人们对植物生殖行为的认知。

3、进化发育与系统调控机制：基于兰科植物的全基因组数据分析了其全基因组复制事件、景天酸代谢途径、多醣（GM和GGM）合成的分子通路、气生根和侧根以及花器官（包括了唇瓣形成、合蕊柱形成和胚珠发育、花粉块形成、胚乳缺失）形成及发育等的分子调控机制。

4、起源与演化：1）本项目基于首次获得的景天酸代谢植物的基因组数据，分析了兰科植物景天酸代谢的起源和演化的分子机制。2）基于25个物种的全基因组和转录组数据分析了兰科植物亚科级别及其全基因组复制事件（WGD）的起源与分歧时间。3）基于分子数据系统分析了至今属种取样最齐全的全世界兰科（取样689属，占兰科属数90%）和中国兰科植物（取样169属，占中国兰科植物的85%）的亚族级系统演化骨架，同时系统深入开展了在亚洲地区具高属种多样性的杓兰亚科、斑叶兰亚族、原沼兰亚族、布袋兰亚族、指甲兰亚族、石斛属、虾脊兰属和兰属的分子系统演化关系，填补了兰科植物系统发育研究的相关空白。

出版了《中国兰科属志》、《中国兜兰属植物（中英文）》和《中国兰属植物（中英文）》等专著11部，发表学术论文147篇，SCI收入期刊75篇，其中多篇发表于Nature、Nature Genetics（3篇：1篇封面文章，2篇Comment）和Plant and Cell Physiology（4篇，1篇封面文章）。累计培养了11名博士和40余名硕士。

主要完成单位：福建农林大学，深圳市兰科植物保护研究中心

主要完成人及其贡献：

刘仲健：课题全面主持，制定技术路线、技术方案、试验方案。组织课题组成员协同攻关。在整个兰科植物进化生物学的研究体系做出重要贡献。

兰思仁：课题协助主持，组织落实各项试验研究工作。在种质资源库构建、起源与演化等方面做出重要贡献。

张国强：课题研究的核心力量之一，在进化发育与系统调控机制以及起源与演化做出重要贡献。

马晓开：课题研究的核心力量之一，撰写课题技术报告，在繁殖系统多样性方面等做出重要贡献。

蔡晶：课题研究的核心力量之一，在进化发育与系统调控机制做出重要贡献。

李明河：课题研究的核心力量之一，撰写课题技术报告，在种质资源库构建、起源与演化方面做出重要贡献。

陈利君：课题研究的核心力量之一，在种质资源库构建、起源与演化方面做出重要贡献。

陈世品：课题研究的核心力量之一，参与撰写课题技术报告，在种质资源库构建、起源与演化方面做出重要贡献。

彭东辉：课题研究的核心力量之一，参与撰写课题技术报告，在种质资源库构建方面做出重要贡献。

艾叶：课题研究的核心力量之一，参与撰写课题技术报告，在种质资源库构建方面做出重要贡献。

翟俊文：课题研究的核心力量之一，参与撰写课题技术报告，在起源与演化方面做出重要贡献。

吴沙沙：课题研究的核心力量之一，参与撰写课题技术报告，在种质资源库构建方面做出重要贡献。

代表性论文专著目录：

主要知识产权证明目录：无。