物種準確鑒定是開展生物多樣性保護、資源可持續利用和系統演化研究的重要前提和保障。蘭屬（Cymbidium）植物，特別是國蘭，包括春蘭、惠蘭、建蘭、墨蘭、蓮瓣蘭等，葉態優美且具有濃郁的甜香味，深受東亞各國人民喜愛，其中不少種類在我國已有兩千多年的栽培歷史，具有較高的經濟、文化、保護和研究價值。該屬以中國為分布中心，約70個物種。其物種的準確鑒定，有利于新品種的選育和野生物種的保護與監測，但該屬物種的分類鑒定長期以來存在較大爭議。 

　　依托中國科學院昆明植物研究所中國西南野生生物種質資源庫的中國植物DNA條形碼研究團隊在2011年提出將ITS納入植物核心條形碼之后，2013年又以蘭屬植物為研究對象，提出了“細胞器條形碼”的概念，受到國內外同行的廣泛關注。最近，該庫研究人員同資源植物與生物技術重點實驗室張石寶團隊合作，在種質資源庫采集部、中國科學院植物研究所金效華團隊和西雙版納熱帶植物園郁文彬團隊的支持下，對該屬植物進行了廣泛取樣，運用二代基因組測序技術獲得了50個物種237個個體的基因組淺層測序數據，據此對蘭屬植物的物種鑒定開展了深入研究，為蘭屬的物種鑒定積累了較為完整的DNA條形碼參考數據。 

　　研究人員基于序列分析（Barcoding gaps和ABGD）、建樹分析（ML、BI和mPTP）和基因組遺傳距離分析（Skmer）等方法對蘭屬DNA條形碼開展了較為深入的研究。結果表明，與標準DNA條形碼（rbcL+matK+trnH-psbA）相比，細胞器條形碼（質體基因組）的物種識別率從58%提高到68%，Skmer分析的物種識別率則可達到72%。根據不同數據集和分析方法在蘭屬植物三個亞屬的物種識別率，提出了蘭屬物種優化的鑒定策略，即1）對于蘭亞屬，可選擇標準DNA條形碼；2）對于大花蘭亞屬，可選擇細胞器條形碼；3）對于建蘭亞屬，需要新的鑒定技術和方法。不完全譜系分選、人工栽培、自然雜交和葉綠體捕獲等，導致質體基因組不能完全鑒定蘭屬物種。Skmer方法具有最高的物種識別率，主要得益于核基因（可能是單/低拷貝核基因）數據的增加，暗示核基因組數據在困難類群（如建蘭亞屬）的物種鑒定中能夠發揮重要作用，有望成為下一代核條形碼。 

　　研究成果以DNA barcoding of Cymbidium by genome skimming: call for next-generation nuclear barcodes為題發表在本領域國際期刊Molecular Ecology Resources上。碩士研究生張樂為論文第一作者，李德銖研究員、李洪濤研究員和楊俊波正高級工程師為論文通訊作者。研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項（XDB31000000）、中國科學院大科學裝置開放研究項目（2017-LSF-GBOWS-2）、云南省重點研發項目（202103AC100003）和云南省創新團隊項目（202105AE160012）的資助。 

　　文章鏈接 

蘭屬植物質體基因組ML系統發育樹，其中節點上的數字表示ML樹支持率；紅星表示細胞器條形碼可以識別，而標準DNA條形碼（rbcL+matK+trnH-psbA）不能識別的物種；紅色矩形里的為亞屬的模式種。