達爾文沒有遺憾 成大與國際合作解開原始蘭花全基因體解序
▲成功大學與國際團隊合作，完成原始蘭花「擬蘭」全基因體解序，一舉解開蘭科植物演化之謎。（圖／成大提供）
蘭花樣貌變化多端，其中奧秘，逾一世紀來科學家百思不解，成功大學與國際團隊合作，完成原始蘭花「擬蘭」全基因體解序，一舉解開蘭科植物演化之謎。
成大團隊指出，基因體序列的解密，將被應用於蘭花精準育種，人們隨心所欲培育蘭花品種指日可待，這項突破性的研究9月21日榮登國際科研界排名第1的Nature期刊，並將臺灣蘭花研究和產業推向另一個高峰。
論文題名爲「The Apostasia genome and the evolution of orchids（擬蘭基因體與蘭花演化）」，研究團隊指出，藉由分析比對現存最原始的蘭科植物之一「擬蘭」（Apostasia shenzhenica）與一般蘭花外觀特徵基因，證實MADS-box基因家族成員的保留與消失，是蘭科物種演化過程中形成多樣化的重要原因。
該研究由成大熱帶植物科學究所副教授蔡文傑、蘭花研究中心助理研究員蕭鬱芸，及生命科學系副教授張鬆彬等6人，協同中國、比利時、日本等國共17個研究單位共同參與。蔡文傑名列共同通訊作者，蕭鬱芸則名列共同第一作者。
成大團隊表示，精準育種除可改變花形，亦有助開發適應極端氣候的新品種。蘭花在大自然中需與真菌共生，是一個重要的生態指標，瞭解蘭花演化與適應的調控過程可瞭解生態之間的微妙平衡，爲不可預期的環境變化提供更多的數據與參考。
成大21日與外界分享研究成果。蘇慧貞校長表示，成大年輕團隊研究成果，登上國際科研界最重要的期刊Nature, 對臺灣的研究來說是重要的里程碑，對成大來說也具有多重義意，團隊成員都屬青壯世代，是成大生科系創系以來培育出的學者。此外，論文國外的合作學者，在日本擔任大學教授的一位成員，也是成大畢業校友，這在在顯示成大科學的能量與競爭力。而更讓人興奮的是，該研究讓達爾文多的年遺憾，得到完整解答。蘭花演化謎團的科學探究始於1862年，當時達爾文收到一朵來自馬達加斯加島嶼奇特的蘭花（大慧星風蘭），花朵後方，竟然有長達30公分的細長花距，前所未來有構造，讓達爾文不斷思考，爲什麼？提出一定有某種蛾類，口器伸長可超過30公分，如果這種蛾類消失，大慧風蘭也會滅絕的觀點； 直到1903年科學家纔在馬達加斯加島發現一種口器展開長達30公分的天蛾。1992年科學家終於記錄到這種天蛾拜訪大慧星風蘭，協助傳粉。
蘭與天蛾共同演化外，少數蘭已轉變爲鳥類傳粉，花距變短、寬度增加，以符合鳥嘴型狀，百年來科學家一直極欲探究蘭花演化出多樣性的奧秘。
現今蘭科植物的特徵爲，花瓣兩側對稱，下方一片不同形狀和色彩的花瓣（稱爲脣瓣），中間一個蕊柱，頂端是花粉集結成團的花粉塊。另外，蘭花種子沒有胚乳，種子需與蘭菌共生才能發芽。科學界已知，MADS-box家族基因調控蘭花的花萼、花瓣、脣瓣、蕊柱、花粉塊等花器官。
擬蘭，雖是蘭科植物的一員，花的外表與一般蘭花大不相同，外觀無變形的花瓣（脣瓣）和完整的蕊柱，沒有花粉團塊而是顆粒，特別的是，擬蘭長於土壤，現在的蘭全是附生在其他植物或岩石上等。
擬蘭全基因體解序後，團隊將其基因體數據，與一般蘭花做比對與分析，結果顯示，擬蘭雖無一般蘭科植物共同的明顯特徵（如脣瓣），但仍然有MADS-box基因家族，在花瓣、蕊柱、花萼、花粉等部位，都可見MADS-box基因家族調控的作用。證實蘭科植物爲了生存，演化過程中MADS-box基因家族部分成員保留與消失，是物種多樣化的重要原因之一。
少了MADS-box家族基因成員B-AP3與E羣，擬蘭沒有特殊的脣瓣，也缺少完整的蕊柱。P和S-subclades基因會調控花粉呈散開的顆粒狀，現今蘭花少了P-subclades基因，花粉集結成團塊。
擬蘭的根只能在地下生長，而今的蘭花攀附到樹上或巖壁上，是因爲有可以吸收空氣中養份與儲存水分的氣根，這是MADS-box家族中AGL12等基因的影響，擬蘭全基因體解序，揭開了蘭花演化之謎。