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竹亞科 (Bambusoideae) 隸屬于禾本科 (Poaceae)，與稻亞科 (Ehrhartoideae)、早熟禾亞科 (Pooideae) 共同構(gòu)成了BEP分支。竹亞科包括木本竹種和草本竹種兩大類。其中，木本竹種主要分布在亞洲、南美洲和非洲的熱帶低地至亞熱帶高山地區(qū)，長期以來一直是亞洲地區(qū)人民賴以生存的重要經(jīng)濟植物，而且它們中的多數(shù)物種具有重要的生態(tài)意義，例如，為大熊貓、山地大猩猩、狐猴、山地紫羚、世上最小的蝙蝠（Tylonycteris pachypus）、最稀有的龜（Geochelone yniphora）等珍稀瀕危動物提供食物或棲息地。全球目前有接近一半的木本竹類正受到嚴(yán)重威脅，甚至瀕臨滅絕。此外，木本竹種具有終生只開花一次，且開花周期長而難以預(yù)測（3年至150年）以及花粉敗育或不育等特征，使得其繁育計劃難以實施。由于取樣困難和基因組信息的缺乏，相關(guān)的研究受到了很大限制，目前僅少數(shù)幾個與竹子開花相關(guān)的基因被克隆以及通過組織培養(yǎng)誘導(dǎo)竹種開花有報道，而有關(guān)竹子繁殖發(fā)育的遺傳控制研究還屬空白。因此，研究木本竹種開花和花發(fā)育的機理對于緩減其瀕危現(xiàn)狀、挽救依賴于這些竹子的動物乃至人類自身都具有重要理論和實踐意義。

中國科學(xué)院昆明植物研究所郭振華研究組和李德銖研究組多年來致力于竹子的繁殖和開花機理研究。最近，利用高通量的Illumina GAII 測序平臺，對木本竹種麻竹（Dendrocalamus latiflorus）不同發(fā)育時期的花組織進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測序。測序共產(chǎn)生了約96,000,000個reads，經(jīng)de novo 從頭組裝后共得到了146,395個高質(zhì)量的unigene，平均長度為461 bp。經(jīng)生物信息學(xué)比對，發(fā)現(xiàn)有80,418個unigene與公共數(shù)據(jù)庫中已注釋的序列同源；發(fā)現(xiàn)了分屬于81個轉(zhuǎn)錄因子家族的基因。進(jìn)一步運用plant-specific GO slims 數(shù)據(jù)庫和the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway 數(shù)據(jù)庫注釋，發(fā)現(xiàn)了大量的具有特定功能的基因，如47個與花發(fā)育相關(guān)的基因，16個與授粉相關(guān)的基因，470個與壓力響應(yīng)相關(guān)的基因，429個與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的基因以及25個與調(diào)控及表觀遺傳相關(guān)的基因等，以及重要的遺傳通路，如戊糖和磷酸鹽通路、苯丙氨酸代謝通路、類胡蘿卜素合成通路、類黃酮合成通路、油菜素甾醇合成通路等。將測序所用的花組織劃分為兩個時期，時期1（花芽長度小于或等于5 mm）和時期2（花芽長度大于5 mm），發(fā)現(xiàn)了兩個時期的轉(zhuǎn)錄組序列分布和功能的差異，這些差異與它們在兩個不同發(fā)育時期所起的作用相符。此外，令人驚喜的是，本研究還發(fā)現(xiàn)了290個可能與開花時間控制相關(guān)的基因。

該研究首次對竹子的花轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了廣泛而深入的剖析，產(chǎn)生的大量序列和功能數(shù)據(jù)為深入研究竹子開花和花發(fā)育過程中基因的表達(dá)和調(diào)控機理提供了重要的基礎(chǔ)。

上述研究結(jié)果以“De Novo Sequencing and Characterization of the Floral Transcriptome of Dendrocalamus latiflorus (Poaceae: Bambusoideae)”為題發(fā)表于《公共科學(xué)圖書館－綜合（PLoS ONE）》上 [Xue-Mei Zhang, Lei Zhao, Zachary Larson-Rabin, De-Zhu Li, Zhen-Hua Guo (2012) PLoS ONE 7(8): e42082]，文章鏈接為：http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0042082。

該研究得到了中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目（KSCX2-YW-N-067）、國家自然科學(xué)基金項目（30990244）、NSFC-云南省聯(lián)合基金項目（U1136603）、教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金和云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人基金（2008PY065）、云南省創(chuàng)新團隊和中國科學(xué)院西部之光人才培養(yǎng)計劃（2010312D11035）的支持。

 測序組織材料示意圖。A、時期1花組織（花芽長度≤ 5 mm）；B–F、時期2花組織(花芽長度＞5 mm)；B、雌蕊和雄蕊未露期；C、僅雌蕊露出時期；D、雌雄蕊均露出時期；E、花藥開裂時期；F、進(jìn)入衰老期的花。