蝴蝶兰是台湾最重要的出口花卉作物之一，然因兰花生长周期长达 2~3 年，如何推陈出新以满足市场需求，提高我国兰花产业的创新优势，为中央研究院农业生物科技研究中心施明哲特聘研究员研究团队长期研究重点。而台湾原生种白花蝴蝶兰 Phalaenopsis aphrodite──台湾阿嬷，花型优美、花梗健壮，是目前兰花市场重要的育种材料，因此，更成为研究团队的重要研究标的。
不同于以往兰花基因体解序的研究，施明哲团队首次将白花蝴蝶兰的全基因体进一步绘制成染色体图谱及遗传连锁图谱，建立一套完整的分子育种系统，将基因与兰花的表现特征一一对应。未来可望针对兰花的颜色、形状等特征，精准地订制出新品种。本研究论文已于 2018 年 4 月 28 日刊载于国际植物科学领域代表性期刊《植物生物科技期刊》（Plant Biotechnology Journal）。
兰花产业亟需推陈出新以满足市场需求，然而，兰花的生长周期长达 2~3 年，传统育种以人工方式，需要透过不断杂交、选拔才能产出新品种，不仅耗时耗能，成功率也较低。透过本研究成果提供的台湾阿嬷基因体资源，可建立高密度分子标的遗传连锁图谱，以遗传性状精准设计新一代兰花。兰花产业可望能从耗时、费力又无法预知结果的传统杂交育种迈向分子育种，以全面且精准地方式计算并生产“高级订制兰花”（high-end designer orchid）。
施明哲研究团队首先以高通量定序方法精准地完成白花蝴蝶兰的全基因体解序、组装及注解，再借由萤光原位杂交确认基因体序列于染色体中的位置，绘制出第一个高分辨率蝴蝶兰染色体图谱，最后，再找出决定花朵形状、颜色、环境适应的关联基因，并对应于染色体，终于建立了第一个遗传连锁图谱（白花蝴蝶兰基因体资讯）。
▲ 台湾白花原生种：台湾阿嬷 P. aphrodite 基因组成。
这套遗传连锁图谱突破了过去缺乏工具探索新品种的困境，尤其兰花产业长期受制于生长发育型态，诸如生长周期长短、催花低温处理时间长短、花色、花瓣形状、花梗数目、香味生成等皆是兰花产业考量的因素。同时，这份基因资料亦能提供演化学家参考，可进一步探究兰花为适应不同生态系统所衍生的基因演化、特殊构造等生存策略的来龙去脉。
▲ 遗传图谱、基因体组装及基因染色体萤光杂交图谱。
本研究由中研院农生中心施明哲、国立台湾大学陈凯仪及国立成功大学张松彬共同完成。施明哲特聘研究员长期致力于兰科植物基因体研究，历年研蒐所得之兰科植物基因体资料汇集公开于 Orchidstra，目前已更新至 Orchidstra 2.0，同时发展生物资讯工具开放各界使用。
（首图来源：Flickr/snotch CC BY 2.0）
