我校段宝忠教授团队在紫皮石斛基因组领域取得重要突破

【导语】近日，我校段宝忠教授团队在紫皮石斛研究领域取得重大进展。在国际知名期刊《Plant Biotechnology Journal》上发表的研究论文，首次构建了紫皮石斛的高质量基因组和单细胞转录组图谱，深入解析了其花发育和花色形成的分子机制。该研究整合了多组学前沿技术，填补了紫皮石斛基因组研究的空白，并为分子设计育种奠定了重要基础。未来，团队计(jì)划(huà)运(yùn)用(yòng)基(jī)因(yīn)编辑技术改良紫皮石斛的重要农(nóng)艺(yì)性(xìng)状(zhuàng)，培(péi)育(yù)新(xīn)品(pǐn)种(zhǒng)。该(gāi)研(yán)究(jiū)对(duì)兰(lán)科(kē)植(zhí)物(wù)分(fēn)子(zi)育(yù)种(zhǒng)及(jí)药(yào)用(yòng)植(zhí)物(wù)资(zī)源(yuán)开(kāi)发(fā)具(jù)有(yǒu)深(shēn)远(yuǎn)意(yì)义(yì)。

近(jìn)日(rì)，我(wǒ)校(xiào)段(duàn)宝(bǎo)忠(zhōng)教(jiào)授(shòu)在(zài)紫(zǐ)皮(pí)石(shí)斛(hú)研(yán)究领域取得重要突破。团队在国际知名期刊《Plant Biotechnology Journal》（中科院1区，IF="11.2）发表了题为Resolving" floral development dynamics using genome and single-cell temporal transcriptome of Dendrobium devonianum的研究论文。该研究首次构建了紫皮石斛染色(sè)体(tǐ)级(jí)别(bié)高(gāo)质(zhì)量(liàng)基因组和单细胞转录组图谱，系统解析了其花发育和花色形成的分子机制，为石斛属植物的进化研究和分子育种提供了重要理论基础。

研究团队创新性地整合了基因组学、转录组学、单细胞转录组学和质谱成像等前沿技术。通过多组学联合分析，揭示了紫皮石斛花发育遵循ABCDE模型的分子规律，研究发现唇瓣黄色斑点的形成主要与类胡萝卜素生物合成基因密切相关，而紫色部分则由花青素生物合成基因主导调控，这些基因主要在表皮细胞和维管细胞中高表达。此外，研究还成功鉴定了调控唇瓣边缘流苏结构形成(chéng)的(de)候(hou)选(xuǎn)关键基(jī)因(yīn)和(hé)转(zhuǎn)录(lù)因(yīn)子(zi)，为(wèi)解(jiě)析(xī)紫(zǐ)皮(pí)石(shí)斛(hú)独(dú)特(tè)花(huā)型(xíng)的(de)分(fēn)子(zi)基(jī)础(chǔ)提(tí)供(gōng)了(le)新(xīn)视(shì)角(jiǎo)。

该(gāi)研(yán)究(jiū)填(tián)补(bǔ)了(le)紫(zǐ)皮(pí)石(shí)斛(hú)基(jī)因(yīn)组(zǔ)研(yán)究的空白，为紫皮石斛花发育和花色形成分子机制，更为紫皮石斛的分子设计育种奠定了重要基础。研究团队表示，未来将基于这些发现，运用基因编辑和分子标记辅助育种技术，定向改良紫皮石斛的茎粗、花色、花型等重要农艺性状，培育更具药用价值的新品种，这项研究为其他兰科植物的分子育种提供了可借鉴的研究范式，对推动我国特色药用植物资源的开发利用具有重要意义。

博士生王婧为该论文的第一作者，该研究由我校段宝忠教授与东北林业大学徐志超教授、中国人民解放军疾病预防控制中心李鹏研究员团队合作完成。研究得到了云南省院士工作站（202205AF150026）和云南省生物医药科技重大专项项目（202302AA310029）的支持。

作者: 刘颖琳