【来看真的沙海“淘金”！他们揭秘塔克拉玛干近10万年环境演变】“你这教授当的，连中午饭都吃不上。”杨小平仍记得2015年9月到塔克拉玛干沙漠考察时，当地师傅话里的揶揄。
大漠空高尘不飞，新秋塞上草犹肥。不过，沙漠考察并非“到此一游”，没有那么多的诗情画意。科学家要做的是在浩瀚的沙海里询证。车子出问题是常见的事，他们就先推车再工作。每天的午饭都又干又硬的烤馕。“时间长了师傅就不愿意啦。”杨小平向《中国科学报》说道。
图1：塔克拉玛干沙漠腹地沙丘景观
图2：塔克拉玛干沙漠腹地沙丘景观，可见古水文遗迹及枯死的胡杨树 。杨小平拍摄于2015年9月
图3：沙漠研究者的午餐（右三为杨小平）。
不过，苦中作乐，到底让他们“淘”出了“金”。经过6年的科研攻关，浙江大学地球科学学院教授杨小平带领团队，从地质学视角破解了近10万年来塔克拉玛干沙漠环境演变的前世今生，并分析了相关驱动机制及其与沙漠古文明的关系。论文链接：https://t.cn/A6IELIMU
△ 跳出窠臼 沙海“淘金”
“大漠风尘日色昏，红旗半卷出辕门。”浩瀚的塔克拉玛干沙海东西绵延1000多公里，南北宽500余公里，是世界第二大流动沙漠。
在中国少数民族语言维吾尔语中，“塔克拉玛干”意为“进去出不来的地方”，但塔克拉玛干沙海所处的塔里木盆地中“塔里木”也被解释为“永久的家园”或者“树木生长的地方”。对同一区域的两种截然不同的解释，既指示了这个广袤无垠沙海有着恶劣的自然环境，也意味着这里可能曾经水草丰美且文明悠久。
同时，深居内陆的塔克拉玛干沙漠是北半球最重要的粉尘源区之一，也是陆上“丝绸之路”的重要组成部分，在地球气候系统和东西文明交流史上均扮演着重要角色。其自然环境演变史对曾经繁盛的沙漠古文明如龟兹、若羌、楼兰、精绝等“西域三十六国”的兴衰变迁有着深刻影响。
那么，历史上的塔克拉玛干究竟经历过什么样的自然演变？回答这一问题一直以来存在困难。
“塔克拉玛干沙漠超过85%的区域被流动沙丘覆盖，缺乏较连续的古环境记录载体且沉积环境复杂、沉积记录获取难度大，使准确认识该地区的环境演变过程成为研究难点。”论文第一兼通讯作者杨小平在接受《中国科学报》采访时说。
过去几年来，杨小平带领团队与来自中科院地质与地球物理所、中科院地球环境所以及长安大学、新疆大学等单位的科研人员合作，力图在思路上突破依靠连续沉积地层重建古气候变化过程的窠臼，深入沙漠内部获取环境变化的直接证据。
8月30日发表于第24期《科学通报》的一项研究就是他们“淘金”历程中的 “一桶金”——研究者对近10万年来塔克拉玛干沙漠的环境演变过程进行重建，为考古学探明的沙漠古文明繁盛时期提供了坚实的自然科学证据。
“塔克拉玛干沙漠地区长期以来被认为是黄土高原粉尘的重要源区之一，其环境演变规律对于全面理解我国北方沙漠及黄土高原地区的环境演变有着重要价值。”一名审稿人评价说，“这项研究对于进一步深入理解亚洲内陆的大气环流格局、乃至干旱区沉积物源区等问题都有重要意义。”
△ 古河流中觅“前世”
从2015年至今，研究团队对塔克拉玛干沙漠中西部南北大断面进行了广泛的遥感调查和地貌学考察，并以沉积地层学为基础，对9个典型的河流-湖泊-风沙沉积剖面开展了全面系统的研究。
“沙漠里曾有湖泊和河流，关键是找证据。”杨小平说，“如果对自然现象的解释拿不定注意，通常我们会一起在野外现场讨论、争鸣，回来查阅文献，后面再去实地甄别。”
为确定对地层认识的可靠性，在反复实地考察中，他们采取了多种“组合”策略。如在确定静水沉积时，不仅要看沉积物的组成特点，还要观察沉积层干涸以后发生的龟裂纹。他们还采用光释光测年法——利用沉积物中的石英矿物被埋藏以后的信号累积测定沉积物被埋藏时间的技术，对沉积学解释得到的湿润时期进行年代学框定。
基于34个独立光释光年龄和样品的沉积物粒度及磁化率分析，他们发现，塔克拉玛干沙漠在近10万年以来至少经历过三个比较典型的湿润时段，即距今约7万~5万年前，1.7万~1.1万年前和距今5000~2000年前。
在中国自然地理区划中，塔克拉玛干沙漠属暖温带，年均气温比我国其他沙漠地区高，年均降雨量比其他沙漠都更为稀少，堪称欧亚大陆最干旱的沙漠。那么，这种曾经的湿润环境是什么原因造成的？
研究人员将沙漠腹地保存的湿润记录与全球温度重建数据进行比较发现，这些相对湿润的环境出现在全球气温由冷变暖的转折时期。结合地貌学和遥感分析，他们推测在这三个时段，由于气候迅速变暖，沙漠周边山地冰雪融水增加导致发源于沙漠南部昆仑山的河流径流量骤增，能够纵深沙漠内部，从而沙漠深处留下流水沉积的证据。当然，并不排除北半球中纬度西风带南移导致塔里木盆地周围山地的地形雨雪增加的可能。
图4：塔克拉玛干沙漠尼雅河流域地形、水系及相关沉积地层记录。
△ 古文明的印证
需要指出的是，作者表示，中晚全新世（5000年~2000年）以来的湿润时期，特别是尼雅河和亚通古斯河下游记录的距今2000年左右的湿润时期，与塔克拉玛干沙漠深处多个已消失古文明的繁盛时期吻合。
尼雅遗址就是其中之一。该遗址距离沙漠南缘70公里左右，据考证是汉晋时期“精绝国”故址，《汉书》记载其“去长安八千八百二十里，户四百八十，口三千三百六十，胜兵五百人”。该遗址曾出土织有“五星出东方利中国”八个篆体汉字的国家一级文物汉代织锦，被誉为20世纪中国考古学最伟大的发现之一。
“我们在这里找到了风成沙，还有以前的河流沙，上面还有静水沉积，且静水沉积物厚度大于1米。”杨小平说，“尼雅遗址的考古学证据与此次研究的地层学证据共同说明，在2000年前的汉代，塔克拉玛干沙漠南缘的河流能够深入沙漠至少70公里并造就沙漠绿洲，为彼时沙漠文明的繁盛提供了水源保障。”
图5：尼雅河古河道上的古河流沉积证据
图6：尼雅河下游古河道上枯死的胡杨树。
图7：塔克拉玛干沙漠中尼雅古城遗址（右四为杨小平）。
克里雅河下游尾闾地区古城的兴衰也是塔里木盆地气候变化的另一佐证。作者指出，位于克里雅河下游西侧的圆沙古城仍然保存有城墙、房屋遗址，依据新的测年结果，该古城早在春秋时期（公元前716~475年）就已存在。很可能因河道变迁，古城位置在西汉时期迁移至圆沙的东南侧，即喀拉墩古城，大约在魏晋时期(公元220~420年)被彻底废弃。该古城的兴衰历史也表明2700~1600年前是一个相对比较湿润的时期。
“文章作者是活跃在我国沙漠研究一线的专家，有丰富的研究经验，在沙漠环境变化研究领域有很深的造诣。相关研究获得了创新性的认识。”另一位审稿人评价。此外，杨小平曾受邀在爱尔兰举办的第20届国际第四纪科学大会（INQUA）上以特邀大会报告形式汇报该研究的初步成果，引起国际同行极大兴趣。该大会被誉为环境演变领域的国际“奥林匹克”。
据介绍，此次研究受到科技部科技基础资源调查专项(2017FY101001)和国家自然科学基金(41672182，41430532)的联合资助。通过这一国家科技基础资源调查专项，浙江大学等9个科研单位培养了数十名沙漠研究领域的青年科研工作者。“随队参加考察的青年学生对探究自然界奥妙的浓厚兴趣和吃苦精神也鞭策着我们要为培养国家的沙漠研究人才不懈努力。”杨小平说。https://t.cn/A6IELIMG
大漠空高尘不飞，新秋塞上草犹肥。不过，沙漠考察并非“到此一游”，没有那么多的诗情画意。科学家要做的是在浩瀚的沙海里询证。车子出问题是常见的事，他们就先推车再工作。每天的午饭都又干又硬的烤馕。“时间长了师傅就不愿意啦。”杨小平向《中国科学报》说道。
图1：塔克拉玛干沙漠腹地沙丘景观
图2：塔克拉玛干沙漠腹地沙丘景观，可见古水文遗迹及枯死的胡杨树 。杨小平拍摄于2015年9月
图3：沙漠研究者的午餐（右三为杨小平）。
不过，苦中作乐，到底让他们“淘”出了“金”。经过6年的科研攻关，浙江大学地球科学学院教授杨小平带领团队，从地质学视角破解了近10万年来塔克拉玛干沙漠环境演变的前世今生，并分析了相关驱动机制及其与沙漠古文明的关系。论文链接：https://t.cn/A6IELIMU
△ 跳出窠臼 沙海“淘金”
“大漠风尘日色昏，红旗半卷出辕门。”浩瀚的塔克拉玛干沙海东西绵延1000多公里，南北宽500余公里，是世界第二大流动沙漠。
在中国少数民族语言维吾尔语中，“塔克拉玛干”意为“进去出不来的地方”，但塔克拉玛干沙海所处的塔里木盆地中“塔里木”也被解释为“永久的家园”或者“树木生长的地方”。对同一区域的两种截然不同的解释，既指示了这个广袤无垠沙海有着恶劣的自然环境，也意味着这里可能曾经水草丰美且文明悠久。
同时，深居内陆的塔克拉玛干沙漠是北半球最重要的粉尘源区之一，也是陆上“丝绸之路”的重要组成部分，在地球气候系统和东西文明交流史上均扮演着重要角色。其自然环境演变史对曾经繁盛的沙漠古文明如龟兹、若羌、楼兰、精绝等“西域三十六国”的兴衰变迁有着深刻影响。
那么，历史上的塔克拉玛干究竟经历过什么样的自然演变？回答这一问题一直以来存在困难。
“塔克拉玛干沙漠超过85%的区域被流动沙丘覆盖，缺乏较连续的古环境记录载体且沉积环境复杂、沉积记录获取难度大，使准确认识该地区的环境演变过程成为研究难点。”论文第一兼通讯作者杨小平在接受《中国科学报》采访时说。
过去几年来，杨小平带领团队与来自中科院地质与地球物理所、中科院地球环境所以及长安大学、新疆大学等单位的科研人员合作，力图在思路上突破依靠连续沉积地层重建古气候变化过程的窠臼，深入沙漠内部获取环境变化的直接证据。
8月30日发表于第24期《科学通报》的一项研究就是他们“淘金”历程中的 “一桶金”——研究者对近10万年来塔克拉玛干沙漠的环境演变过程进行重建，为考古学探明的沙漠古文明繁盛时期提供了坚实的自然科学证据。
“塔克拉玛干沙漠地区长期以来被认为是黄土高原粉尘的重要源区之一，其环境演变规律对于全面理解我国北方沙漠及黄土高原地区的环境演变有着重要价值。”一名审稿人评价说，“这项研究对于进一步深入理解亚洲内陆的大气环流格局、乃至干旱区沉积物源区等问题都有重要意义。”
△ 古河流中觅“前世”
从2015年至今，研究团队对塔克拉玛干沙漠中西部南北大断面进行了广泛的遥感调查和地貌学考察，并以沉积地层学为基础，对9个典型的河流-湖泊-风沙沉积剖面开展了全面系统的研究。
“沙漠里曾有湖泊和河流，关键是找证据。”杨小平说，“如果对自然现象的解释拿不定注意，通常我们会一起在野外现场讨论、争鸣，回来查阅文献，后面再去实地甄别。”
为确定对地层认识的可靠性，在反复实地考察中，他们采取了多种“组合”策略。如在确定静水沉积时，不仅要看沉积物的组成特点，还要观察沉积层干涸以后发生的龟裂纹。他们还采用光释光测年法——利用沉积物中的石英矿物被埋藏以后的信号累积测定沉积物被埋藏时间的技术，对沉积学解释得到的湿润时期进行年代学框定。
基于34个独立光释光年龄和样品的沉积物粒度及磁化率分析，他们发现，塔克拉玛干沙漠在近10万年以来至少经历过三个比较典型的湿润时段，即距今约7万~5万年前，1.7万~1.1万年前和距今5000~2000年前。
在中国自然地理区划中，塔克拉玛干沙漠属暖温带，年均气温比我国其他沙漠地区高，年均降雨量比其他沙漠都更为稀少，堪称欧亚大陆最干旱的沙漠。那么，这种曾经的湿润环境是什么原因造成的？
研究人员将沙漠腹地保存的湿润记录与全球温度重建数据进行比较发现，这些相对湿润的环境出现在全球气温由冷变暖的转折时期。结合地貌学和遥感分析，他们推测在这三个时段，由于气候迅速变暖，沙漠周边山地冰雪融水增加导致发源于沙漠南部昆仑山的河流径流量骤增，能够纵深沙漠内部，从而沙漠深处留下流水沉积的证据。当然，并不排除北半球中纬度西风带南移导致塔里木盆地周围山地的地形雨雪增加的可能。
图4：塔克拉玛干沙漠尼雅河流域地形、水系及相关沉积地层记录。
△ 古文明的印证
需要指出的是，作者表示，中晚全新世（5000年~2000年）以来的湿润时期，特别是尼雅河和亚通古斯河下游记录的距今2000年左右的湿润时期，与塔克拉玛干沙漠深处多个已消失古文明的繁盛时期吻合。
尼雅遗址就是其中之一。该遗址距离沙漠南缘70公里左右，据考证是汉晋时期“精绝国”故址，《汉书》记载其“去长安八千八百二十里，户四百八十，口三千三百六十，胜兵五百人”。该遗址曾出土织有“五星出东方利中国”八个篆体汉字的国家一级文物汉代织锦，被誉为20世纪中国考古学最伟大的发现之一。
“我们在这里找到了风成沙，还有以前的河流沙，上面还有静水沉积，且静水沉积物厚度大于1米。”杨小平说，“尼雅遗址的考古学证据与此次研究的地层学证据共同说明，在2000年前的汉代，塔克拉玛干沙漠南缘的河流能够深入沙漠至少70公里并造就沙漠绿洲，为彼时沙漠文明的繁盛提供了水源保障。”
图5：尼雅河古河道上的古河流沉积证据
图6：尼雅河下游古河道上枯死的胡杨树。
图7：塔克拉玛干沙漠中尼雅古城遗址（右四为杨小平）。
克里雅河下游尾闾地区古城的兴衰也是塔里木盆地气候变化的另一佐证。作者指出，位于克里雅河下游西侧的圆沙古城仍然保存有城墙、房屋遗址，依据新的测年结果，该古城早在春秋时期（公元前716~475年）就已存在。很可能因河道变迁，古城位置在西汉时期迁移至圆沙的东南侧，即喀拉墩古城，大约在魏晋时期(公元220~420年)被彻底废弃。该古城的兴衰历史也表明2700~1600年前是一个相对比较湿润的时期。
“文章作者是活跃在我国沙漠研究一线的专家，有丰富的研究经验，在沙漠环境变化研究领域有很深的造诣。相关研究获得了创新性的认识。”另一位审稿人评价。此外，杨小平曾受邀在爱尔兰举办的第20届国际第四纪科学大会（INQUA）上以特邀大会报告形式汇报该研究的初步成果，引起国际同行极大兴趣。该大会被誉为环境演变领域的国际“奥林匹克”。
据介绍，此次研究受到科技部科技基础资源调查专项(2017FY101001)和国家自然科学基金(41672182，41430532)的联合资助。通过这一国家科技基础资源调查专项，浙江大学等9个科研单位培养了数十名沙漠研究领域的青年科研工作者。“随队参加考察的青年学生对探究自然界奥妙的浓厚兴趣和吃苦精神也鞭策着我们要为培养国家的沙漠研究人才不懈努力。”杨小平说。https://t.cn/A6IELIMG
#你不知道的科学那些事儿# 【杜鹃花要“下山”，更要“变香”】“花中此物似西施，芙蓉芍药皆嫫母”，白居易这首诗中描述的正是美艳不可方物的杜鹃花。作为我国十大传统名花之一，杜鹃花极具观赏价值，在国内外更是享有“无鹃不成园”的美誉，园林应用广泛，受到世界多国的青睐。
然而，我国虽为杜鹃花野生资源大国，但对其研究起步较晚。近年来，国内园艺科研工作者开始不断探索，力争在杜鹃花的世界舞台上闯出一片天地。
近日，浙江大学园林研究所与中国科学院昆明植物研究所等单位合作，对杜鹃花属马银花亚属的马银花开展基因组测序，获得了高质量基因组，并且揭示了杜鹃花低海拔适应性以及花香相关的合成通路与基因，对于高山植物驯化和花香育种具有重要的指导意义。相关成果发表于《植物生物技术杂志》。
高质量基因组成为重要参考
杜鹃花又称映山红、满山红、山石榴，是杜鹃花科杜鹃花属植物的总称，种类繁多，是木本植物大属。全世界杜鹃花逾1000种，分布于欧洲、亚洲和北美洲，尤以亚洲最多，有850种。
“原产于中国的就有500多种，尤其集中于云南、西藏和四川三省区的横断山脉一带，是世界杜鹃花的发祥地和分布中心。”该论文第一作者、浙江大学园林研究所副研究员王秀云在接受《中国科学报》采访时介绍。
曾经鲜有人问津的杜鹃花，在18世纪被西方来的“植物猎人”引种到了世界各地，杜鹃花开始进入西方园林并逐渐占据重要地位。尤其在英国，从街头小院、门廊到大小庄园，都有杜鹃花的身影，用整整一季的绚烂点缀了艳丽多彩的春天。
杜鹃花被誉为“花中西施”，近年来，在城乡园林绿化、环境美化和盆栽观赏等方面应用广泛，促进了国内杜鹃花产业的发展。但仍长期存在着应用品种单一的问题，国内杜鹃花育种总体尚处于起步阶段。
因此，充分地利用我国丰富的野生资源，摸清其遗传背景就显得十分重要。
“我们以杜鹃花属马银花亚属的代表种马银花作为测序材料，这是一种非常具有代表性的植物，对于开展杜鹃花的适应性研究意义重大。”该论文通讯作者、浙江大学园林研究所教授夏宜平告诉《中国科学报》。
虽然测序技术已经飞速进步，但马银花基因组组装仍有一定的困难。“因为马银花杂合率预估约1.55%，属于高杂合基因组，我们对组装的参数进行了很长时间的摸索，在基因组注释上下了大功夫。”该论文共同通讯作者、中国科学院昆明植物研究所研究员章成君在接受《中国科学报》采访时表示。
最终，克服重重困难，他们测序组装获得马银花高质量基因组549Mb，contig N50为1.2Mb，染色体挂载率为99.05%，注释到41264个基因，基因组注释完整度达96%。
“这次获得的基因组质量非常高，是杜鹃花目中高质量基因组之一。”夏宜平表示，为国内外同类研究提供重要参考。
找到“下山”难的原因
杜鹃花属大致可分为高海拔杜鹃和低海拔杜鹃两大类，高海拔杜鹃种类占了85%左右，而老百姓平日里比较常见的是低海拔杜鹃。
“高海拔杜鹃开花很美，本应有更大的发展空间，却面临着‘下山’难的困境，尽管已有前人开展相关研究，但目前还没有把高海拔杜鹃移栽到低海拔地区的大规模成功案例。”夏宜平说，比如马缨杜鹃就完全无法应用到城市里，哪怕海拔2000米的昆明也栽种不了。
在城市绿化应用中，杜鹃花是一种重要的装饰资源，为丰富城市绿地系统生态多样性起着重要作用。夏宜平指出，杜鹃花“耐热”能力较差，随着全球变暖，在城市种植过不了炎热夏季，难以适应低海拔气候环境，严重制约了杜鹃花园林应用的多样性。
不仅如此，在夏宜平看来，杜鹃“耐寒”问题也要解决，很多低海拔杜鹃也去不了北方，比如春鹃、毛鹃等就无法在华北地区存活，而这些都是城市绿化中非常好的资源。
打破“界限”成了当务之急。为了探索适应性的分子机制，他们最先选择了最典型的两个代表：麂角杜鹃和马银花。后因麂角杜鹃变异度太高，而马银花性状相对稳定，最终团队确定马银花为研究对象。
“马银花亚属属于低海拔杜鹃花类群，但是却在表型上与高海拔杜鹃有许多相似之处，比如拥有与高海拔类群相似的叶片革质、常绿等特性，是非常好的研究材料。”王秀云说。
通过与已测序的高海拔马缨杜鹃和圆叶杜鹃开展基因组比较分析，他们发现马银花扩张的基因家族显著富集到生物胁迫和非生物胁迫等多个逆境响应通路，其中转录因子NAC基因家族扩张可能对于马银花低海拔适应性起到重要作用。
夏宜平补充道，而马缨杜鹃和圆叶杜鹃等高海拔杜鹃因为没有这样一个进化过程，所以不能适应低海拔的逆境。
另外，进一步分析表明串联复制是马银花逆境响应基因扩张的主要方式。
“这些发现对于高海拔杜鹃‘下山’驯化有指导意义，对杜鹃花城市应用价值很大，也为其他的木本植物研究提供重要参考。”夏宜平说。
“香与不香”的秘密
杜鹃花以千姿百态、花色斑斓、种类繁多等优点备受人们喜爱。不过，目前栽培的杜鹃几乎都没有花香，造成了这一重要观赏性状的缺失。
“而马银花亚属多数种类具有花香，是研究杜鹃花香演化的良好材料。”章成君表示，通过对马银花香气的成分进行详细分析表明，萜类物质是其重要的花香成分。
“萜类物质是由萜类合酶（TPS）催化合成的，我们发现马银花TPS基因家族显著扩张，比其他杜鹃都要多，尤其是b类TPS具有较高的表达丰度。”王秀云介绍，他们测了两个高表达的TPS,发现它们的合成物质与马银花花香的两个最主要合成物质非常一致，表明这两个基因是合成花香的关键基因。
这项成果还有一个亮点，团队研究发现，TPS-b并不是传统认为的单萜合酶，根据其定位不同，可以合成单萜或倍半萜。体外TPS-b酶活分析显示，TPS-b既能以GPP为底物催化合成单萜，又能以FPP为底物合成倍半萜；但是体内酶活测定显示，定位于质体的TPS-b主要合成单萜，定位于细胞质的TPS-b主要合成倍半萜。
“而且，我们通过对不同杜鹃花的进化分析发现，相对于其他杜鹃花而言，马银花分化时间更早，但遗传变异少，呈现出保守的进化形式。”王秀云表示，这也证实了他们之前从形态学上得出的观点。
杜鹃花TPS-b同源基因的进化分析研究证明，杜鹃花香并不是马银花在与其他杜鹃分化后获得的，而是其他杜鹃花在进化过程中，可能由于TPS基因丢失或碎片化从而失去了花香。
“掌握了杜鹃产生花香的分子机制，我们就可以培育出有花香性状的杜鹃，将来不仅是‘春色满园关不住’，花香也关不住，香气四溢的杜鹃会更符合中国人的审美意趣。”夏宜平表示。
在章成君看来，他们此次组装的基因组基本达到了国际上的“金标准”。“有了这个高质量基因组，为我们未来品种的鉴定、分子标记辅助选种育种奠定坚实基础，也可以更好地保护植物新品种的知识产权。”
“接下来，团队将开展定向育种研究，找到关键的‘耐热’‘耐寒’调控基因，直接通过基因编辑的手段，培育出更具广泛适应性的杜鹃花，为杜鹃花在城市园林绿化中开辟更加广阔的发展前景。”夏宜平说。https://t.cn/A6IEwWib
然而，我国虽为杜鹃花野生资源大国，但对其研究起步较晚。近年来，国内园艺科研工作者开始不断探索，力争在杜鹃花的世界舞台上闯出一片天地。
近日，浙江大学园林研究所与中国科学院昆明植物研究所等单位合作，对杜鹃花属马银花亚属的马银花开展基因组测序，获得了高质量基因组，并且揭示了杜鹃花低海拔适应性以及花香相关的合成通路与基因，对于高山植物驯化和花香育种具有重要的指导意义。相关成果发表于《植物生物技术杂志》。
高质量基因组成为重要参考
杜鹃花又称映山红、满山红、山石榴，是杜鹃花科杜鹃花属植物的总称，种类繁多，是木本植物大属。全世界杜鹃花逾1000种，分布于欧洲、亚洲和北美洲，尤以亚洲最多，有850种。
“原产于中国的就有500多种，尤其集中于云南、西藏和四川三省区的横断山脉一带，是世界杜鹃花的发祥地和分布中心。”该论文第一作者、浙江大学园林研究所副研究员王秀云在接受《中国科学报》采访时介绍。
曾经鲜有人问津的杜鹃花，在18世纪被西方来的“植物猎人”引种到了世界各地，杜鹃花开始进入西方园林并逐渐占据重要地位。尤其在英国，从街头小院、门廊到大小庄园，都有杜鹃花的身影，用整整一季的绚烂点缀了艳丽多彩的春天。
杜鹃花被誉为“花中西施”，近年来，在城乡园林绿化、环境美化和盆栽观赏等方面应用广泛，促进了国内杜鹃花产业的发展。但仍长期存在着应用品种单一的问题，国内杜鹃花育种总体尚处于起步阶段。
因此，充分地利用我国丰富的野生资源，摸清其遗传背景就显得十分重要。
“我们以杜鹃花属马银花亚属的代表种马银花作为测序材料，这是一种非常具有代表性的植物，对于开展杜鹃花的适应性研究意义重大。”该论文通讯作者、浙江大学园林研究所教授夏宜平告诉《中国科学报》。
虽然测序技术已经飞速进步，但马银花基因组组装仍有一定的困难。“因为马银花杂合率预估约1.55%，属于高杂合基因组，我们对组装的参数进行了很长时间的摸索，在基因组注释上下了大功夫。”该论文共同通讯作者、中国科学院昆明植物研究所研究员章成君在接受《中国科学报》采访时表示。
最终，克服重重困难，他们测序组装获得马银花高质量基因组549Mb，contig N50为1.2Mb，染色体挂载率为99.05%，注释到41264个基因，基因组注释完整度达96%。
“这次获得的基因组质量非常高，是杜鹃花目中高质量基因组之一。”夏宜平表示，为国内外同类研究提供重要参考。
找到“下山”难的原因
杜鹃花属大致可分为高海拔杜鹃和低海拔杜鹃两大类，高海拔杜鹃种类占了85%左右，而老百姓平日里比较常见的是低海拔杜鹃。
“高海拔杜鹃开花很美，本应有更大的发展空间，却面临着‘下山’难的困境，尽管已有前人开展相关研究，但目前还没有把高海拔杜鹃移栽到低海拔地区的大规模成功案例。”夏宜平说，比如马缨杜鹃就完全无法应用到城市里，哪怕海拔2000米的昆明也栽种不了。
在城市绿化应用中，杜鹃花是一种重要的装饰资源，为丰富城市绿地系统生态多样性起着重要作用。夏宜平指出，杜鹃花“耐热”能力较差，随着全球变暖，在城市种植过不了炎热夏季，难以适应低海拔气候环境，严重制约了杜鹃花园林应用的多样性。
不仅如此，在夏宜平看来，杜鹃“耐寒”问题也要解决，很多低海拔杜鹃也去不了北方，比如春鹃、毛鹃等就无法在华北地区存活，而这些都是城市绿化中非常好的资源。
打破“界限”成了当务之急。为了探索适应性的分子机制，他们最先选择了最典型的两个代表：麂角杜鹃和马银花。后因麂角杜鹃变异度太高，而马银花性状相对稳定，最终团队确定马银花为研究对象。
“马银花亚属属于低海拔杜鹃花类群，但是却在表型上与高海拔杜鹃有许多相似之处，比如拥有与高海拔类群相似的叶片革质、常绿等特性，是非常好的研究材料。”王秀云说。
通过与已测序的高海拔马缨杜鹃和圆叶杜鹃开展基因组比较分析，他们发现马银花扩张的基因家族显著富集到生物胁迫和非生物胁迫等多个逆境响应通路，其中转录因子NAC基因家族扩张可能对于马银花低海拔适应性起到重要作用。
夏宜平补充道，而马缨杜鹃和圆叶杜鹃等高海拔杜鹃因为没有这样一个进化过程，所以不能适应低海拔的逆境。
另外，进一步分析表明串联复制是马银花逆境响应基因扩张的主要方式。
“这些发现对于高海拔杜鹃‘下山’驯化有指导意义，对杜鹃花城市应用价值很大，也为其他的木本植物研究提供重要参考。”夏宜平说。
“香与不香”的秘密
杜鹃花以千姿百态、花色斑斓、种类繁多等优点备受人们喜爱。不过，目前栽培的杜鹃几乎都没有花香，造成了这一重要观赏性状的缺失。
“而马银花亚属多数种类具有花香，是研究杜鹃花香演化的良好材料。”章成君表示，通过对马银花香气的成分进行详细分析表明，萜类物质是其重要的花香成分。
“萜类物质是由萜类合酶（TPS）催化合成的，我们发现马银花TPS基因家族显著扩张，比其他杜鹃都要多，尤其是b类TPS具有较高的表达丰度。”王秀云介绍，他们测了两个高表达的TPS,发现它们的合成物质与马银花花香的两个最主要合成物质非常一致，表明这两个基因是合成花香的关键基因。
这项成果还有一个亮点，团队研究发现，TPS-b并不是传统认为的单萜合酶，根据其定位不同，可以合成单萜或倍半萜。体外TPS-b酶活分析显示，TPS-b既能以GPP为底物催化合成单萜，又能以FPP为底物合成倍半萜；但是体内酶活测定显示，定位于质体的TPS-b主要合成单萜，定位于细胞质的TPS-b主要合成倍半萜。
“而且，我们通过对不同杜鹃花的进化分析发现，相对于其他杜鹃花而言，马银花分化时间更早，但遗传变异少，呈现出保守的进化形式。”王秀云表示，这也证实了他们之前从形态学上得出的观点。
杜鹃花TPS-b同源基因的进化分析研究证明，杜鹃花香并不是马银花在与其他杜鹃分化后获得的，而是其他杜鹃花在进化过程中，可能由于TPS基因丢失或碎片化从而失去了花香。
“掌握了杜鹃产生花香的分子机制，我们就可以培育出有花香性状的杜鹃，将来不仅是‘春色满园关不住’，花香也关不住，香气四溢的杜鹃会更符合中国人的审美意趣。”夏宜平表示。
在章成君看来，他们此次组装的基因组基本达到了国际上的“金标准”。“有了这个高质量基因组，为我们未来品种的鉴定、分子标记辅助选种育种奠定坚实基础，也可以更好地保护植物新品种的知识产权。”
“接下来，团队将开展定向育种研究，找到关键的‘耐热’‘耐寒’调控基因，直接通过基因编辑的手段，培育出更具广泛适应性的杜鹃花，为杜鹃花在城市园林绿化中开辟更加广阔的发展前景。”夏宜平说。https://t.cn/A6IEwWib
你的爱豆被丑化了,最不开心的可能就是粉丝了。当爱豆没有回应时,粉丝们可能已经开始担心了。可是这一次谷嘉诚闹了一场风波,让肖战无辜躺枪上热搜,粉丝却不以为意,态度甚至可以说非常佛系,前所未有,这到底是咋回事？只怕还是要从谷嘉诚这位男艺人的故事开始说起了。
事实上,谷嘉诚和肖战,是来自同一个男性群体的男性艺术家！[傻眼]这个男性群体还没有解散。肖战的事业越来越好,而且有一种单飞的状态。而这个组合的其他成员,其实还是可以用“不愠不火”来形容,谷嘉诚的名字,并没有很多人知道,算是娱乐圈的艺人,却似乎跟“红”还不算是沾边。
最近,谷嘉诚在会上的热搜会成为大众讨论的焦点,因为他和陈小纭出去约会并被拍到有外遇。如果只是一个普通的八卦,外界可能不会太关注。谷嘉诚在跟陈小纭传出了绯闻后,前女友出来“锤”,放出的物料才让人觉得惊讶。
在前女友的爆料中,谷嘉诚是一个说谎成性,而且也很小气抠门的人,就连自己女朋友买的香皂,也要切下来半块拿走。[傻眼]随着消息的曝光,这个梗也被网友给玩坏了。,毕竟这是第一次听到男生谈恋爱,而且还从女朋友身上拿走半块肥皂。
我不能爱它！[傻眼]被骗后,谷嘉诚前女友也怨恨谷嘉诚,她直接打断了自己和谷嘉诚,对话中牵扯到了李现,还说到了肖战。的对话
去年,谷嘉诚和他的前女友聊天,说李现住在他家楼下,所以他很熟悉李现！[傻眼]后来,他的女友向李现要证据,李现
表示自己不认识这个人,还用了“装逼侠”来形容对方！[傻眼]本来是在吃瓜,却不小心被笑到了。
谷嘉诚的颜值很高,这确实也是很多人都公认的,但是论人气跟热度的话,确实也没有多少,说认识李现的话,还真的有点让人觉得不太相信！[傻眼]
不过,比起两人在聊天记录中提到的李现,大家最关注的还是肖战！[傻眼]在谷嘉诚的前女友曝光出来的聊天记录中,谷嘉诚反问自己的女友,说不觉得他是个暖男吗？女友否认,结果谷嘉诚却表示真正的暖男是不会说自己是暖男的,都是人设,还说了一句：“比如某战”。[傻眼]
随着前女友的聊天记录的曝光,“谷嘉诚说肖战暖男是人设”的话题,也瞬间引发了几千万的阅读,大家对这个话题也是热议不断,有不少人都担心肖战的粉丝看到后,谷嘉诚会被骂惨,结果这一次粉丝的态度也让人意外了。
大部分的粉丝没有对谷嘉诚说什么,也没有骂谷嘉诚,而是说了一句肖战曾经说过过的话：如果有人觉得我是暖男,说明那个人跟我不熟。[傻眼]
这句话不带任何骂人的字眼,可是却直接打脸了谷嘉诚。
一直以来,肖战都没有说过自己的暖男,只是很多小细节圈粉到了路人跟粉丝而已！[傻眼]他曾经在采访的时候,其实也说过“暖男”这个形容词。[傻眼]他说过如果有人觉得他是暖男的话,那肯定是跟他不熟悉,因为现实中的他也是个很刚,很硬气的人。
不少粉丝看到后,更是晒出了谷嘉诚曾经吐槽别人的评论：“也不红,倒是爱蹭热”,这句话仿佛是在说谷嘉诚自己！[傻眼]肖战粉丝不以为意,是因为肖战曾经就回应过自己的暖男形象。[傻眼]如今谷嘉诚说是人设,不过是打脸了自己,让人觉得他跟肖战的关系一般般,还喜欢蹭热度。
虽然说这件事情让肖战上了热搜,但是却一点都不影响大家对他的印象,因为这些形象本身就是有回应过的,粉丝不以为然的态度,也让大家看到了肖战的粉丝也跟自己的爱豆一样在成长,不顾外界的舆论,只是默默的支持自己偶像就够了,这些舆论纷争,就让当事人自己打脸去吧！[傻眼]
对于谷嘉诚跟肖战这两位,你有什么看法？如果让你选择的话,你会喜欢谁呢？欢迎留言告诉大家。[傻眼]
事实上,谷嘉诚和肖战,是来自同一个男性群体的男性艺术家！[傻眼]这个男性群体还没有解散。肖战的事业越来越好,而且有一种单飞的状态。而这个组合的其他成员,其实还是可以用“不愠不火”来形容,谷嘉诚的名字,并没有很多人知道,算是娱乐圈的艺人,却似乎跟“红”还不算是沾边。
最近,谷嘉诚在会上的热搜会成为大众讨论的焦点,因为他和陈小纭出去约会并被拍到有外遇。如果只是一个普通的八卦,外界可能不会太关注。谷嘉诚在跟陈小纭传出了绯闻后,前女友出来“锤”,放出的物料才让人觉得惊讶。
在前女友的爆料中,谷嘉诚是一个说谎成性,而且也很小气抠门的人,就连自己女朋友买的香皂,也要切下来半块拿走。[傻眼]随着消息的曝光,这个梗也被网友给玩坏了。,毕竟这是第一次听到男生谈恋爱,而且还从女朋友身上拿走半块肥皂。
我不能爱它！[傻眼]被骗后,谷嘉诚前女友也怨恨谷嘉诚,她直接打断了自己和谷嘉诚,对话中牵扯到了李现,还说到了肖战。的对话
去年,谷嘉诚和他的前女友聊天,说李现住在他家楼下,所以他很熟悉李现！[傻眼]后来,他的女友向李现要证据,李现
表示自己不认识这个人,还用了“装逼侠”来形容对方！[傻眼]本来是在吃瓜,却不小心被笑到了。
谷嘉诚的颜值很高,这确实也是很多人都公认的,但是论人气跟热度的话,确实也没有多少,说认识李现的话,还真的有点让人觉得不太相信！[傻眼]
不过,比起两人在聊天记录中提到的李现,大家最关注的还是肖战！[傻眼]在谷嘉诚的前女友曝光出来的聊天记录中,谷嘉诚反问自己的女友,说不觉得他是个暖男吗？女友否认,结果谷嘉诚却表示真正的暖男是不会说自己是暖男的,都是人设,还说了一句：“比如某战”。[傻眼]
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大部分的粉丝没有对谷嘉诚说什么,也没有骂谷嘉诚,而是说了一句肖战曾经说过过的话：如果有人觉得我是暖男,说明那个人跟我不熟。[傻眼]
这句话不带任何骂人的字眼,可是却直接打脸了谷嘉诚。
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不少粉丝看到后,更是晒出了谷嘉诚曾经吐槽别人的评论：“也不红,倒是爱蹭热”,这句话仿佛是在说谷嘉诚自己！[傻眼]肖战粉丝不以为意,是因为肖战曾经就回应过自己的暖男形象。[傻眼]如今谷嘉诚说是人设,不过是打脸了自己,让人觉得他跟肖战的关系一般般,还喜欢蹭热度。
虽然说这件事情让肖战上了热搜,但是却一点都不影响大家对他的印象,因为这些形象本身就是有回应过的,粉丝不以为然的态度,也让大家看到了肖战的粉丝也跟自己的爱豆一样在成长,不顾外界的舆论,只是默默的支持自己偶像就够了,这些舆论纷争,就让当事人自己打脸去吧！[傻眼]
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