近日，園林學(xué)院研究團(tuán)隊在植物學(xué)領(lǐng)域著名期刊Nature Plants發(fā)表題為《Phenotypic and genomic signatures across wild Rosa species open new horizons for modern rose breeding》的研究論文。該研究基于團(tuán)隊多年的野生薔薇屬資源調(diào)查工作，系統(tǒng)還原了中國薔薇屬起源與演化歷史，鑒定了重要性狀馴化基因并篩選得到40余份優(yōu)異新種質(zhì)加入到現(xiàn)代月季育種基因庫中，為我國特色薔薇屬新品種創(chuàng)制提供了突破性理論支撐。
月季被譽(yù)為“花中皇后”，是我國乃至全球栽培面積最大和產(chǎn)值最高的商品花卉。薔薇屬（Rosa L.）在全球范圍內(nèi)分布約200種，中國是野生薔薇資源的主要起源和分布中心。然而，現(xiàn)代月季的遺傳基礎(chǔ)狹窄，加之薔薇屬內(nèi)頻繁的雜交和多倍化事件，家底不清、分類混亂的問題長期存在，種種原因阻礙了優(yōu)異種質(zhì)資源的挖掘利用以及突破性品種的獲得。本研究以薔薇屬下分類地位獨特的單葉薔薇（Rosa persica）為材料，完成了其二倍體端粒到端粒基因組組裝，填補(bǔ)了薔薇屬早期演化分支的基因組空白。基于對215份樣本的深度測序數(shù)據(jù)，構(gòu)建了目前最全面、穩(wěn)定的薔薇屬系統(tǒng)進(jìn)化樹。群體遺傳分析同時揭示了部分物種的天然雜交起源。結(jié)合種群地理分布信息，研究首次提出中國西北和西南地區(qū)為中國薔薇屬兩大多樣性中心。多樣的地形特點和氣候類型塑造了中國薔薇屬“南北分化-中部融合”的演化格局。
圖. 215份薔薇屬材料系統(tǒng)進(jìn)化樹
圖. 中國薔薇屬起源與演化歷史推斷
回溯17-18世紀(jì)月季的育種歷程，團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出了現(xiàn)代月季“二次育種革命”，篩選出20份高抗優(yōu)良野生種和20份天然雜交種，為突破月季育種瓶頸提供了戰(zhàn)略資源庫。通過引入中國特色野生薔薇遺傳背景，培育抗病性強(qiáng)、低維護(hù)且色香多樣的新一代月季品種，助力全球觀賞植物產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
長期以來，園林學(xué)院研究團(tuán)隊堅持野生薔薇資源的收集調(diào)查工作，從20世紀(jì)80年代陳俊愉院士的開創(chuàng)性調(diào)查，到2000年起張啟翔教授帶隊，與楊玉勇先生聯(lián)合多家單位共同完成全國資源普查，再到羅樂教授、于超教授等學(xué)者近十年的接續(xù)深耕，歷經(jīng)三代完成了全國范圍內(nèi)野生薔薇屬資源的全面調(diào)查與精準(zhǔn)評價。團(tuán)隊共收集保存珍稀野生薔薇屬種質(zhì)資源200余份，覆蓋薔薇屬下全部分類群（3亞屬、10組），以及《中國植物志》（第37卷）記載的所有種及幾乎所有的種下分類。經(jīng)過大量的形態(tài)學(xué)觀測、標(biāo)本比對、核型分析和分子鑒定，糾正了傳統(tǒng)分類中的誤判樣本，最終建立了精準(zhǔn)的薔薇屬表型和基因資源庫。相關(guān)成果出版學(xué)術(shù)專著《中國薔薇屬》，已成為本領(lǐng)域的權(quán)威參考資料。
圖. 全國范圍野生薔薇資源收集調(diào)查
法國國家農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院植物系統(tǒng)分類學(xué)專家Valéry Malécot在Nature Plants專題評述中，以“An evolutionary bouquet for roses”為題，充分肯定了這項工作在薔薇屬演化與馴化研究中的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。他認(rèn)為，該研究首次系統(tǒng)解析了薔薇屬復(fù)雜的雜交歷史與人工選擇機(jī)制，為全球月季育種革新和野生種質(zhì)資源保護(hù)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，在同類研究中展現(xiàn)出突出的原創(chuàng)性和綜合價值。
圖. 同行評議-- An evolutionary bouquet for roses（月季的進(jìn)化“束”）
園林學(xué)院在讀博士研究生程璧瑄為論文第一作者，于超教授為論文通訊作者，趙凱博士（現(xiàn)就職于福建師范大學(xué)）、羅樂教授、黃河教授、陳俊通博士（現(xiàn)就職于中國科學(xué)院昆明植物研究所）、潘會堂教授、張啟翔教授為本研究提供了重要指導(dǎo)。瓦赫寧根大學(xué)Peter M. Bourke博士以及月季育種團(tuán)隊在讀研究生周美春、周利君、吳思惠、耿麗芳、杜文婷、黃潤環(huán)、田小玲和已畢業(yè)研究生孫彥琳、楊晨陽參與了部分試驗及文章撰寫。昆明楊月季園藝有限公司楊玉勇、新疆職業(yè)技術(shù)學(xué)院隋云吉教授和郭潤華教授為研究提供了寶貴的材料支持。研究得到了中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金（QNTD202306）等項目資助。
據(jù)悉，北京林業(yè)大學(xué)林木資源高效生產(chǎn)全國重點實驗室月季新品種創(chuàng)制研究組負(fù)責(zé)人于超教授，長期圍繞薔薇屬種質(zhì)資源與遺傳育種、繁殖與栽培技術(shù)、重要性狀的分子形成機(jī)制、植物次生代謝產(chǎn)物的功能分析及開發(fā)利用等重要科學(xué)問題，開展系統(tǒng)深入研究。團(tuán)隊在“十三五”期間曾獲北京市科技進(jìn)步一等獎、梁希林業(yè)科技進(jìn)步二等獎等榮譽(yù)。近5年在Nature Plants、Nature Communications、Trends in Food Science and Technology等期刊發(fā)表高水平研究論文50余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利9項，薔薇屬植物新品種11項。
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41477-025-01955-5
專題評述：https://doi.org/10.1038/s41477-025-01971-5
背后故事（Behind the paper）: https://go.nature.com/4iYB7jZ
