揭秘竹藤從何而來

文／本刊記者 胡利娟

竹子和棕櫚藤是兩類最重要的非木質森林植物資源，具有生長快、成材早、產量高、用途廣等獨特優勢，以及綠色環保、可降解、可再生等天然特性，對涵養水源、固土固沙、固碳、用材和生物能源開發潛力巨大，是重要的生態、經濟和文化資源，被譽為21世紀最有發展前景的植物類型。那么，竹藤從何而來？又是如何演化和發展？

前不久，國際竹藤中心在北京召開的竹藤基因組學學術成果發布會上宣布，作為全球竹藤基因組計劃的初期成果，該中心在世界上首次破譯2種棕櫚藤（即黃藤和單葉省藤）的全基因組信息，并持續維護、完善毛竹基因組到高精度的染色體水平。同期，發起并積極推動全球竹藤基因組計劃。

會上，竹藤基因組學項目組組長、國際竹藤中心主任江澤慧教授介紹說，這些科研成果標志著我國竹藤分子生物學基礎研究取得了進一步的重大突破。

2種棕櫚藤！首次成功破解全基因組數據

竹子和棕櫚藤是重要的森林植物資源，全世界共有竹種1642種、棕櫚藤631種。我國擁有竹子600多種、棕櫚藤40余種，分別約占全世界的1/3和1/15。目前，我國的竹藤品種、資源儲量均居世界前列，竹藤產業發展和科研水平均居國際領先地位。

不僅如此，我國還是世界竹產業的主要技術研發國，擁有竹子相關專利近8000件，約占世界的50%；擁有竹藤相關國家和行業標準158項，占世界竹藤標準總量的85%以上。

特別是國際竹藤中心成立以來，作為東道國中國竹藤產業進入了快速發展新時期，逐步形成由資源培育、加工利用、科技研發到國內外貿易的全產業鏈發展體系。已開發出100多個系列、近萬種竹產品，廣泛地應用于建筑、裝飾、家居等10多個領域。2017年，中國竹產業年總值達2359億元。我國藤制品加工業具有悠久的歷史，各種款式的藤制品有近萬種，精湛的手工工藝和藤家具在世界各地享有盛譽，是傳統的出口創匯產品之一，具有巨大的發展潛力和廣闊的發展前景。

據了解，2013年，國際竹藤中心發布了首個竹亞科的全基因組，即毛竹全基因組數據，標志著中國竹子基因組學研究正式進入了全基因組時代。

江澤慧稱，歷經5年的不懈努力，單葉省藤和黃藤兩個染色體水平的全基因組測序工作的完成，填補了世界棕櫚藤基因組學研究空白，這也標志著我國棕櫚藤生物學基礎研究取得了重大突破。

據悉，棕櫚藤是熱帶和南亞熱帶森林寶庫中的多用途非木本植物資源，原藤是僅次于木材和竹材的重要林產品，具有重要的生態和經濟價值。全球每年藤工業產值約為70億美元。

二百多倍！新版毛竹基因組組裝質量高

“竹藤產業已然成為具有中國特色的綠色朝陽產業。”國家林業和草原局副局長彭有冬稱，本次發布會成果開啟了竹藤物質資源向生物信息資源的轉變，不僅為基于信息技術、生物技術等的竹藤植物生命科學研究奠定了堅實基礎，還為開展竹藤植物速生、材性等重要性狀相關功能基因研究、分子育種開辟了新途徑。

據了解，此次發布的棕櫚藤基因組成果，是繼2013年首次破解竹子基因組后的又一重大突破。相比于之前毛竹基因組的工作，本次棕櫚藤基因組測序，一次完成了兩個棕櫚藤藤種的基因組測序、組裝和注釋工作，其組裝質量更高，注釋結果更全面。成果于今年8月發表在世界權威基因組學雜志《大數據》上，這是全球首次發布棕櫚藤全基因組數據。

江澤慧介紹說，最新版本的毛竹基因組數據主要使用了自主開發的技術和方法，其主要指標全面優于第一版本，特別是一些衡量組裝質量的重要指標更是高于第一版本二百多倍。相比第一個版本的毛竹基因組數據，最新版本的毛竹基因組數據精度更高，對后續實驗更具有指導意義。所以，最新毛竹高精度基因組完善、提高和注釋工作的完成，標志著國際竹藤中心不僅有能力發布全基因組數據，更有能力持續維護和完善、提高全基因組數據。

江澤慧表示，這些數據不僅為開展棕櫚藤功能基因組學研究提供了基礎資源，促進種質資源的育種應用，而且還作為開展棕櫚藤種間及不同物種之間的比較研究，提供了參考基因組。至此，結合2013年發表的毛竹基因組，國際竹藤中心完成了世界首個竹子和世界首個棕櫚藤基因組測序工作，實現了竹藤基因組測序的“大滿貫”。

完善共享！全球竹藤基因組計劃啟動

從竹類植物基因組的首發，到發起“全球竹藤基因組計劃”，再到棕櫚藤基因組的首發，國際竹藤中心一直站在竹藤基因組學發展的最前沿。

2016年，由國際竹藤中心、深圳華大生命科學研究院等單位共同發起，多個國家相關科研單位或大學共同參與的全球竹藤基因組計劃（GABR）正式發布。本計劃分為竹子和棕櫚藤兩個分計劃。整個項目預計將在全球范圍內廣泛采樣，從中將選擇測序組裝100個竹藤基因組和1000個竹藤轉錄組。目前項目已經完成中國大陸地區的400多種竹子采集工作。

“受益于測序技術的快速發展和組學數據的廣泛使用，我們將構建最高可信度竹子/棕櫚藤分子演化樹，將前所未有地解決對竹子/棕櫚藤演化關系的歷史爭論。”江澤慧說。

作為目前世界上唯一的竹藤基因組數據發布和維護單位，今后國際竹藤中心將一如既往地對竹藤基因組學數據的全球共享、維護與完善提供全力支持。

江澤慧透露，基因組數據作為重要的生物學基礎數據，在推動竹藤基礎科學研究方面發揮著重要的作用。預計到2019年，還將完成3-5個竹種和2-3個棕櫚藤藤種的全基因組測序和組裝工作。在2020年左右，國際竹藤中心將發布和維護累計10個以上的竹藤基因組數據。