科學(xué)家破解茶樹(shù)全基因組密碼，標(biāo)志著我國(guó)茶樹(shù)生物學(xué)基礎(chǔ)研究取得重大突破
2018-05-11 09:06:50
記者日前從安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合深圳華大基因和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心（上海）等相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)，破解了世界上分布最廣的中國(guó)種茶樹(shù)的全基因組信息，從基因組層面系統(tǒng)解開(kāi)了茶葉中富含獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)之謎，標(biāo)志著中國(guó)茶樹(shù)生物學(xué)基礎(chǔ)研究取得重大突破。
據(jù)介紹，世界主栽茶樹(shù)分屬兩個(gè)變種：中國(guó)種和阿薩姆種，前者葉小，分布廣泛，適合制作綠茶等茶類；后者葉大，主要分布在熱帶和冬季溫暖的亞熱帶地區(qū)，適合制作紅茶和普洱茶。安農(nóng)大茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任宛曉春說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)以國(guó)家級(jí)茶樹(shù)品種舒茶早（中國(guó)種）為材料，用二代和三代測(cè)序技術(shù)對(duì)其進(jìn)行測(cè)序，采取雜合組裝策略，獲得覆蓋基因組93%區(qū)域的高質(zhì)量序列草圖，注釋出33932個(gè)高可信度的茶樹(shù)基因。
研究團(tuán)隊(duì)成員韋朝領(lǐng)說(shuō)，研究結(jié)果顯示，中國(guó)種基因組大小為3.1Gb，重復(fù)序列含量為64%，基因組組裝完整性和質(zhì)量高于同類其他植物的組裝水平。
茶樹(shù)葉片中合成積累豐富的兒茶素、茶氨酸、咖啡堿和萜烯類等次生代謝產(chǎn)物，賦予了茶葉獨(dú)特的風(fēng)味。宛曉春說(shuō)，研究發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)基因組發(fā)生過(guò)兩次全基因組復(fù)制事件，最近一次發(fā)生在3000至4000萬(wàn)年前，該事件及后續(xù)串聯(lián)復(fù)制導(dǎo)致了與兒茶素類物質(zhì)和咖啡堿生物合成相關(guān)的基因拷貝數(shù)顯著增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，兒茶素的生物合成受到復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，許多與生物逆境和非生物逆境相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子與兒茶素含量高度相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)參與茶氨酸合成的關(guān)鍵酶基因，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)和轉(zhuǎn)基因分析，證明該基因具有合成茶氨酸的酶活性。“比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，萜烯類等物質(zhì)的合成酶基因拷貝數(shù)在茶樹(shù)基因組中也發(fā)生顯著擴(kuò)增，有助于解釋茶葉獨(dú)特的香氣。”宛曉春說(shuō)。（據(jù)新華社）
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