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轰动国际植物学界的“深圳发现” 首次登 上国际顶尖期刊

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深圳市 兰科植物保护研究中心发现了两个以深圳市为模式产地并以深圳命名的兰科新种——深圳香 荚兰和深圳拟兰,针对这 两个物种濒临灭绝的境地,已进行抢救性保护。图为深圳拟兰。

深圳市 兰科植物保护研究中心的智能温室。

深圳的 科技创新走在全国前列,并且在 全世界享有盛誉。不过,你知道 深圳科学家在世界自然科学界最高级别的学术刊物《自然》杂志上 发表的第一篇论文,是关于哪个学科的吗?说出来你可能不信,不是IT技术,不是新能源技术,不是人工智能……而是兰花。是的,2006年6月22日,一篇名为《一个兰 花的自发授精策略》论文在《自然》杂志上发表,这是深 圳科学家在这家世界自然科学界最高级别的学术刊物上发表的第一篇学术论文。深圳科 学家在植物学研究上厚积薄发,持续发力,不断获得突破,成为2017年国际 植物学大会花落深圳的重要原因之一。

“我对园 林这类的专业很好奇,听起来像弄花弄草,不过应 该有更深奥的内容……”像梅林 中学高三学生小蔡这样对园林专业不了解的学生还有很多。在他们眼中,与植物 打交道或许不算是一个值得关注的热门就业方向。但鲜为人知的是,正是这 一看似冷门的领域,却让深 圳科研实力早在10多年前 就站上了世界顶尖舞台,成为聚光灯下的焦点。兰花花 药运动完成自花传粉

在密闭的温室里,没有风、昆虫等 任何外部传递媒介的情况下,生长于 云南山林的树干上、干旱季 节开花的大根槽舌兰,依靠其 雄性花药的花柄自体转动360度,将花粉 团送入同一朵兰花的雌性柱头腔内,来完成 繁衍进化的最重要步骤;而“自花传粉”这一机 制也是该物种繁殖的唯一途径——2006年6月22日,一篇名为《一个兰 花的自发授精策略》论文在 世界自然科学界最高级别的学术刊物《自然》杂志上发表。

据了解,长期以来,人们对 植物自花传粉机制的认识是必须通过风、昆虫、重力等 外部传递媒介来实现,而一旦 生态环境发生变化,这些外 部媒介全部丧失后,植物将 如何实现正常繁衍进化或是就此消亡,一直没有定论。而这篇 论文则在世界上首次揭示了一种植物繁衍进化的新途径——完全由 花药主动运动而不依赖于任何外部传递媒介完成、酷似动 物交尾的自花传粉机制。

由于这 篇文章在生命科学研究领域里的独特价值,《自然》杂志专 门在英国举行的新闻发布会上公布了这一全新的研究发现成果,并在杂 志副封面上对该论文作了特别介绍。“兰花的自发授精”发现轰 动了世界自然科学界,也让中 国尤其是深圳的科研人员为之振奋。因为,这篇论 文的研究团队正是来自深圳。

深圳科研成果

首次登 上国际顶尖期刊

2006年,在中国 科技大学生命科学学院就读本科二年级的学生刘可为是这篇论文的第一作者。根据《中国青年报》2006年的报道,早在2002年,还在深 圳一所中学高中就读的刘可为有幸进入深圳国家兰科植物种质资源保护中心学习研究。由于父 母都是深圳市园林集团的园林工艺师,独特的 家庭环境让刘可为从小就接触到了姹紫嫣红的花草世界,也因此 诱发和培养了观察大自然的浓厚兴趣和过人的观察判断力。

在学习研究过程中,刘可为 发现了一种异常的现象:从云南 思茅热带雨林地区引进的一种兰花品种——大根槽 舌兰在密闭的温室中,在没有风、昆虫等 任何外部传递媒介的情况下,竟然能依靠其 雄性花药的花柄自体转动360度,将花粉 团送入同一朵兰花的雌性柱头腔内,从而完 成繁衍进化的最重要步骤。

深圳国 家兰科植物种质资源保护中心的首席科学家刘仲健和清华大学深圳研究生院教授黄来强等专家,根据刘 可为的这一发现,进一步通过长达4年的试验研究证明了这种自花传粉机制是在干旱季 节开花的大根槽舌兰繁殖进化的唯一途径,并进一 步揭示出一些特别的植物物种在缺乏风、昆虫等 传统传粉媒介的恶劣生态环境下,能够主 动适应环境的演变,从而为 研究植物的进化机理、揭示自 然界进化的秘密开辟了一个崭新的方向。

《一个兰 花的自发授精策略》论文在 国际著名学术刊物《自然》期刊上发表,实现了 深圳市在世界顶尖学术期刊发表研究论文历史性零的突破,被评为2006年中国重大科学进展。

首个国家级兰科植物

“基因库”落户深圳

科技创新,可谓是 深圳城市发展的一张分量十足的名片。谈及深圳,很多人会首先联想起IT、金融、人工智能、机器人 等产业的蓬勃发展,殊不知,深圳科 技工作者在植物领域的研究早已走在世界前列。而深圳 在自然科学领域的深厚积淀,也已成 为这座城市科技实力的重要组成部分。

据了解,早在深 圳经济特区建立之初,植物学 科研人员就开始对深圳的植物资源进行考察,一些新 发现的植物物种以“深圳”命名,包括深圳槭树、深圳香荚兰等。2006年1月,中国第 一个兰科植物种质资源保护中心在深圳挂牌,标志着 被称为全球珍稀濒危野生植物保护旗舰物种的兰科植物,在中国 有了国家级的种质资源收集、保存、研究及开发基地。而在同年于《自然》期刊上发表的《一个兰 花的自发授精策略》论文,更是让 深圳科研实力逐渐为世界所知。

深圳对 自然科学领域的探索仍在持续着。《一个兰 花的自发授精策略》论文之后,刘仲健 研究团队的另一发现——“疣花三 角兰的生殖策略”项目也 吸引了全球的目光。他们对 疣花三角兰的繁殖方式进行了试验,并根据 疣花三角兰的特性得出结论,疣花三 角兰已经放弃了有性繁殖,以无性 繁殖作为主要繁衍方式。2007年底,刘仲健 和同事们的论文《疣花三 角兰的生殖策略》在中国权威科学期刊《生态学报》上发表。世界顶 尖科学刊物英国《自然》杂志立即予以关注,并进行了重点推介。

除了在 兰花的繁殖生物学研究有重大发现,深圳市 兰科植物保护研究中心还在濒危植物保护生物学研究、兰花基因组学研究、兰科植 物系统学研究等领域开展科研工作。据深圳 市兰科植物保护研究中心统计,兰科中 心收集保存的国产和国外兰科植物以及种质资源样本27864份,其中活体种质资源220万株,原种2110种,品种1266种,腊叶标本4208份(其中模式标本177份);化石标本1030份,影像照片22万张(份)以及中 国全部馆藏兰科植物标本37848份的采集信息。

世界级 植物科学盛会走进深圳

深圳是 首个国家创新型城市和第一批国家生物产业基地城市。据了解,目前已 培育出仙湖植物园、深圳市 兰科植物保护研究中心、深圳华 大基因研究院等一批优秀植物科研机构,形成了 较为完整的生物产业链。可能很多人不知道,深圳范 围内科研院所产出的植物学基因组数据占到了整个世界植物学基因组数据的70%。

深圳在 自然科学领域的科研创新成果也为深圳赢得了全球植物科学界的“话语权”。2017年7月23日至29日,作为首 次出现在发展中国家的全球植物科学领域顶级会议,被称为植物学界“奥林匹克”的国际 植物学大会在深圳举行,来自100多个国 家和地区的大约7000名嘉宾在深圳共享“绿色盛宴”。作为本 届大会的一个重要成果,大会通过了《植物科学:深圳宣言》,旨在确 定一些重大行动和优先领域,以期在 全球植物科学家群体与不断变化的社会之间建立更紧密的联系。

2014年底,国际顶级学术期刊《自然》杂志曾发表中国增刊,对2014年在68个自然 科学期刊上的中国论文发表情况进行分析,并发表 专题文章评价深圳科研实力,称“深圳从 一个曾经的小渔村发展成为中国科技发展的奇迹”。而深圳 这些年来在植物科研领域所展现出的实力,正是这 番评价的真实写照。

来源:深圳新闻网