寄生植物的起源和适应性机制一直是进化生物学的谜团之一。寄生花（Sapria himalayana）是内寄生植物中的典型代表，也是我国唯一分部的大花草科（Rafflesiaceae）植物。寄生花寄生于崖爬藤属（Tetrastigma）植物的根或茎中，营养生长阶段以菌丝状的形态穿插在寄主植物的细胞间隙，当接收到开花信号，就会进入生殖生长阶段，其快速分裂，膨大，形成原球茎，冲破寄主的束缚，与世人相见。寄生花无根、无茎、无叶，但绽放出硕大、艳丽的花，一直是进化之谜，同时与寄主的专一寄生性也是研究植物与植物互作的良好体系。 

　　植物基因组的解析可为研究寄生植物特殊的生活类型和探究植物间的互作机制提供理论支撑。已有研究表明，约44%的真蔷薇分支物种保守基因在寄生花核基因组中丢失，更有甚者，其质体基因组完全丢失，不能进行光合作用。而且，其与植物间存在的大量的基因交流。但目前关于寄生花特殊的生活方式，及其花发育机制研究还鲜见报道。 

　　中国科学院植物研究所金效华研究组利用三代PacBio和二代Illumina测序平台，以及10X Genomics测序技术，组装了寄生花的参考基因组，同时结合不同组织的转录组数据，研究了寄生花的基因组特征，特殊的生活方式和花发育的分子机制。寄生花的基因组大小约1.92Gb，注释得到13,670个蛋白质编码基因。与前人研究结果类似，寄生花核基因组确实丢失了大量与光合作用，器官形态建成和防御反应相关的基因（~54%）；结合坎特利大王花（Rafflesia cantleyi）不同发育阶段的转录组数据，鉴定了决定寄生花花瓣身份的TM6基因，影响花大小、调控细胞增殖和扩张的基因；寄生花的质体基因组丢失，但仍能合成生命活动必需的脂肪酸、芳香族氨基酸和赖氨酸；寄生花借助寄主植物的遗传物质（基因和mRNA），调控其花发育、开花和植物防御过程；列当科（Orobanchaceae）、菟丝子属（Cuscuta）和寄生花中水平转移获得的基因（HGT）存在趋同进化，提高了寄生植物的适应性。该研究的结果不仅为理解内寄生植物特殊的生活方式提供寄主，而且为研究植物间的互作机制提供了新思路。 

　　该成果于6月6日在线发表于国际学术期刊BMC biology上。植物所助理研究员郭雪莲和北京诺禾致源科技股份有限公司胡晓笛为共同第一作者，金效华研究员和北京诺禾致源科技股份有限公司姜文凯为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。 

　　文章链接： 

　　https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-023-01620-3 

　　寄生在寄主植物根中的寄生花（改自Nikolov et al., 2014. Ann Bot）

　　寄生花不同开花阶段

　　脂肪酸、氨基酸生物合成通路