摘要：兰思仁教授领衔的福建农林大学兰科研究团队在兰科植物基础理论研究取得了一系列突破，引领中国兰科植物的研究走向了世界前沿；大力推动就地保护、迁地保护和有效回归，为生物多样性保护做出了重大贡献；让兰花绚丽多彩走进寻常百姓家，助推美丽中国建设；开发食药用同源系列产品，

编者按：

兰思仁教授领衔的福建农林大学兰科研究团队在兰科植物基础理论研究取得了一系列突破，引领中国兰科植物的研究走向了世界前沿；大力推动就地保护、迁地保护和有效回归，为生物多样性保护做出了重大贡献；让兰花绚丽多彩走进寻常百姓家，助推美丽中国建设；开发食药用同源系列产品，助推乡村振兴与大健康产业，不断推动世界兰科植物研究走向新的高度。兰科研究团队研究进展分三期刊出，敬请给予关注。

在有花植物约30万种的宏大谱系中，兰科以3.1万种的规模傲视群芳，成为全球植物多样性最丰富的家族。它们有着令人惊叹的进化策略：与真菌形成复杂互作关系、进化出独特的生活方式、极其精巧的花部结构……这一切不仅使兰科植物被达尔文称为“进化奇迹”，并将其作为验证自然选择理论的重要证据，而且与国计民生息息相关。从被誉为“食品香料之王”的香荚兰，到《道藏》列为“九大仙草之首”的铁皮石斛；从翩翩若蝶的蝴蝶兰，到清雅幽香的国兰，兰科植物在全球食药用和花卉领域形成了庞大的产业链，其在中国年产值分别超过1430亿元和300亿元，成为农民增收致富、乡村振兴的重要支柱产业之一。

针对这一兼具科学价值与经济价值的重要类群，福建农林大学兰思仁教授团队30年如一日；潜心攻关，创新基础理论，突破传统保护与利用困境，创立“保育促进产业、产业反哺保育”的可持续发展模式。团队构建了从资源保护到良种选育、高效栽培、精深加工的全产业链技术体系，有力推动我国兰花产业实现跨越式发展，规模突破千亿级，成为林下经济助力乡村振兴的典范。在基础理论研究方面，团队取得了多项开创性成果，解决了多个困扰科学界百年之久的争议，引领中国兰科植物的研究走向了世界前沿。

01

追溯植物起源，绘制进化蓝图

团队从宏观角度解析有花植物的起源、分化、辐射及多样化进程，破译了基部被子植物睡莲、木兰类植物楠木、樟树以及单子叶植物基部类群菖蒲等关键代表性物种的基因组，系统揭示了有花植物的起源和多样化进化轨迹。研究成果发表于Nature、Nature Communications等国际顶级期刊，为理解植物进化史提供了关键拼图。

菖蒲基因组揭示单子叶植物进化

02

创立中国兰科植物首棵属级分子生命之树

团队首次构建占比总属数98.8%的中国兰科属级生命之树，提出了中国兰科5亚科、17族和21亚族的新分类系统，解决了长久以来的系统学争议；明确了兰属、蝴蝶兰属、石斛属等重要类群物种多样性成因，揭示了一系列关键驱动因子，为兰科植物保护地建设、种质鉴定和育种奠定了重要理论基础。

中国兰科植物生命之树

03

破解百年科学争议：兰花-真菌共生之谜

针对植物学百年争议——“兰花-真菌互利共生”传统理论与异养兰花无根无叶生存机制的科学矛盾，团队取得了突破性成果。研究发现兰花通过持续表达海藻糖水解酶基因“劫持”真菌获取营养，保证其可在无根、无叶状态下完成生命周期。这一发现颠覆了植物学教科书“真菌与兰花互利共生”的传统观念，解答了100多年来兰科植物与真菌互作的科学争议。该成果发表于Nature Plants期刊，并入选2022年国家“林草科技十大进展”，被国际同行誉为“开创了兰花利用核基因获取真菌碳源机制的新视角”。

兰科植物劫持真菌供给营养的分子机制

04

解析花器官建成机制，修正传统进化理论

团队解析了兰花花器官的身份认定基因及其调控网络，提出了兰花发育的ABCDE模型。研究揭示了一次古老的全基因组复制事件是现存兰科植物起源的关键驱动力，此后MADS-box基因家族的动态演化直接塑造了兰花的标志性特征。这些发现直接颠覆了“花从辐射对称向两侧对称演化”的传统认知，首次阐明基因丢失成就了兰科植物的花粉块、无胚乳种子、唇瓣等性状和附生习性。从根本上重塑了对兰花繁殖策略和形态建成的理解，修正了自达尔文时代以来的花形态进化经典认知框架。研究成果发表于Nature期刊。

兰花形态建成示意图

05

揭示重要观赏性状形成机理，助力分子设计育种

团队以蝴蝶兰、石斛兰及国兰等代表性兰科植物为材料，系统解析了花型、花色、花香等关键观赏性状的形成与动态调控机制。研究首次证实传统瓣型学说中的梅瓣、水仙瓣、蝶瓣、奇瓣等均由MADS-box基因的异位表达驱动。这些发现为兰花分子设计育种提供了关键靶基因与理论基础，从分子层面诠释了达尔文共同进化理论，推动观赏植物研究进入精准调控时代。相关成果入选2024年“国家林草科技十大进展”。

兰科植物花器官调控模型

06

揭示适应性机制，推动抗逆育种

团队通过整合基因组学与功能研究发现，兰科植物卓越适应性源于多样化的生活史策略、独特的景天酸代谢途径以及强大的抗逆能力。研究发现附生兰科植物通过丢失AGL12/ANR1基因家族，解除地生兰地下根系发育限制，驱动气生根演化，适应树上或岩石的附生生活。对首个完成全基因组测序的CAM植物——小兰屿蝴蝶兰的研究，揭示了其CAM通路关键酶基因家族通过特异性扩增或丢失完成功能重塑，显著提升水分利用效率。这些发现为阐释兰花多样性起源及推动抗逆育种奠定了重要科学基础。

兰科植物多样化的适应性生存策略

07

创新兰科植物传粉生物学研究，揭示其致濒机制

团队首次报道了大根槽舌兰和飘带兜兰的自花授粉机制，其中大根槽舌兰是世界上首次发现一种完全由雄性花粉主动翻转360°而不依赖于任何外部传递媒介完成的新颖自花传粉机制，成果发表在Nature期刊。团队系统解析了兰科植物濒危机制，首次构建“繁殖缺陷-生态互作-人为干扰”多维致濒模型。创立了兰科植物保护生物学，为濒危兰科植物保护性人工授粉、生境修复及保育策略制定奠定科学基础。

大根槽舌兰自花传粉示意图

08

建立世界首个兰科植物多组学数据库

团队建成世界首个兰科植物多组学可视化分子数据库OrchidBase，深度整合基因组、转录组、代谢组等多维数据，突破性地实现了兰科分子资源的系统化管理与可视化分析。该平台为功能基因深度挖掘提供了核心支撑，显著加速兰科植物的濒危物种保育、药用资源开发与分子育种创新。

Orchidbase数据库

09

开发基因转化工具，解析基因功能

团队首创基于兰花花叶病毒的共生病毒诱导基因沉默技术体系，成功实现目标基因转录水平98%的显著抑制，突破性解决兰科转基因体系技术壁垒。该技术为兰科关键功能基因的快速验证提供核心工具，首次建立适用于兰科植物的分子设计育种平台。

CymMV载体诱导蝴蝶兰基因沉默

10

发掘食药用价值，解析活性成分合成机制

团队系统性发掘关键物种功能物质并阐明调控机制：发现铁皮石斛花含有丰富的活性物质，鉴定了类黄酮、多糖等活性物质合成的关键基因和生物合成通路；发现独蒜兰抗癌化合物8个；发现白及的抗菌和抗炎功能成分；破译了多种香荚兰的基因组，挖掘了香兰素生物合成通路。该成果首次构建“活性成分-合成通路-药理功能”三位一体解析体系，为药用兰科资源高值化开发及分子设计育种提供理论与技术双支撑。创立了兰花分子生药学，开拓了科学合理、可持续的现代化兰科植物资源利用新路径。

铁皮石斛多糖合成通路

基础研究是应用技术和产业创新的“源头活水”，兰思仁领衔的福建农林大学兰科研究团队，从解析进化规律到破解兰菌关系之谜、从揭示形态建成机制到创立分子调控模型、从搭建全基因组数据库到解析基因功能，建立了一套全新的基础研究理论体系，为兰科植物保护、利用和产业化提供强大的理论支撑，不断推动世界兰科植物研究走向新的高度。

来源：东南沿海消息通