蓮（Nelumbo nucifera）是水生植物中兼備食用、觀賞、文化和藥用價值的代表性物種。蓮在適應自然界不同環境的漫長歷史中演化出各種變異類型，如地下莖膨大的溫帶型蓮和地下莖不膨大的熱帶型蓮。又經過長期的人工馴化和栽培，分化出花蓮、子蓮和藕蓮為代表的三大類栽培蓮。花蓮以觀賞為主要用途，其花色、花瓣、花型和株型等性狀變化多樣。子蓮以生產蓮子為主要用途，蓮蓬大籽粒多，蓮子相對高量。藕蓮，則以食用其地下莖（藕）為主要用途，少花但藕產量普遍較高。 

為了了解蓮的不同種質資源之間的基因組變異與遺傳進化關系，武漢植物園水生植物基因組學與遺傳育種學科組博士生黃龍雨在楊平仿研究員和石濤助理研究員的指導下，首次對三大類栽培蓮（花蓮、子蓮和藕蓮）、泰國蓮和美洲黃蓮等19個蓮代表個體進行基因組重測序和變異分析。研究發現，美洲黃蓮與亞洲蓮存在明顯遺傳分化，而亞洲蓮中泰國蓮與中國蓮之間也存在著一定程度的分化。研究還發現，栽培蓮中的藕蓮與中國野生蓮遺傳關系較近，而花蓮和子蓮存在強烈的遺傳混雜（genetic admixture），可能是由于這兩類蓮育種過程中頻繁的雜交所致。此外，蓮中與能量代謝和植物免疫系統相關的基因發生相對較快的進化，可能與蓮對不同地區環境的適應性進化有關。通過全基因組掃描，發現溫帶型蓮和熱帶型蓮之間存在大量遺傳分化的基因，同時這些基因的表達模式在這兩類蓮間也存在明顯的分化。該研究首次在全基因組范圍揭示了各類型蓮的遺傳變異、進化關系以及基因組中反應不同生態型分化的信號。該研究將為蓮今后的資源保育和遺傳育種奠定重要的科學基礎。 

以上研究得到國家自然科學基金金青年科學基金項目（No. 31700197）的支持，研究結果以“Whole genome re-sequencing reveals evolutionary patterns of sacred lotus (Nelumbo nucifera)”為題，分別發表在SCI期刊Journal of Integrative Plant Biology上。 

鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12606/full 

圖1. 19個代表不同類型蓮之間的遺傳進化關系

圖2. 蓮的全基因組范圍的遺傳變異

圖3. 溫帶型蓮與熱帶型蓮在全基因組范圍的遺傳分化