茶樹起源於中國,風靡於世界,世界茶飲料消費人口佔總人口比率已超過三分之二。但有關茶樹進化的研究還不多。
「龍井43」資料圖片
據中國農科院茶葉研究所官方網站消息,近日,由農科院茶葉所和深圳農業基因組研究所主導,攜手中科院昆明動物研究所及雲南農科院茶葉所等單位,在茶樹全基因組組裝和茶樹起源演化研究方面取得了重要突破。研究團隊組裝了「龍井43」茶葉品種染色體級別的基因組,並揭示了栽培茶樹的進化歷史。
據茶葉所研究員楊亞軍介紹,研究團隊首先以我國著名的優良茶樹品種「龍井43」為材料,克服了其基因組高度雜合、重複序列比例高等複雜基因組組裝難題,完成了「龍井43」染色體級別的基因組組裝。
研究發現,「龍井43」的基因與抗病、風味代謝等相關的基因家族發生了擴張現象,和抗逆相關的基因也發生了正向變化。
在完成組裝的高質量基因組基礎上,研究團隊對來自世界不同國家和地區的139份代表性茶樹材料進行了深度重測序,揭示了茶樹群體的系統發生關係,描繪了栽培茶樹的進化歷史。
研究發現,在栽培茶樹的進化過程中,隨著栽培區域擴張,茶樹種群間的雜合性和廣泛的基因流有所增加;茶樹野生近緣種群是中小葉茶品種和大葉茶品種的祖先,馴化過程中二者的選擇方向存在差異。
「龍井43」是來源於西湖龍井群體種的優良品種,以其發芽早、品質優、抗逆性強等優良經濟性狀深受我國茶農歡迎,在我國綠茶主產區推廣面積居於前列。今年適逢「龍井43」發現60周年,這一研究結果解釋了「龍井43」質優、抗逆的分子本質,具有特殊意義。
「龍井43」基因組特徵和質量評估結果
研究為茶樹基因組學和育種研究,以及茶樹遺傳和進化研究提供了豐富的素材。相關研究成果在線發表在《自然通訊(Nature Communications)》上。
研究得到了中國農科院科技創新工程、農業基因組協同創新項目、浙江省茶樹新品種選育重大科技專項、深圳市基礎研究學科布局項目、國家青年拔尖人才支持計劃和雲南省創新研究團隊等項目資助。