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中國種茶樹全基因組密碼被破解 我國茶樹生物學基礎研究取得重大突破

2019-04-26 10:08:00
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央廣網

      據中國之聲《直播中國》報道,眼下正是春茶上市之際,你有沒有想過茶葉多種多樣的口感和香氣是如何形成的呢?安徽農業大學科研團隊歷經十年,破解了世界上分布最廣的中國種茶樹的全基因組信息,相關成果以“基于全基因組測序探究中國種茶樹基因組和品質相關基因的進化機制”為題,在線發表于《美國科學院院刊》,這標志著我國茶樹生物學基礎研究取得重大突破,并首次從基因組層面系統解開茶葉中富含獨特的風味物質之謎。

        據了解,世界主栽茶樹分屬兩個變種:中國種和阿薩姆種,前者葉小,分布廣泛,適制綠茶等六大茶類;后者葉大,主要分布在熱帶和冬季溫暖的亞熱帶地區,適制紅茶和普洱茶。安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室宛曉春教授研究團隊,以國家級茶樹品種“舒茶早”為材料,歷經十年,獲得了高質量的基因組序列草圖,基因組組裝完整性和質量遠高于同類其他植物的組裝水平。實驗室主任、安徽省科技廳廳長宛曉春介紹說:“用二代和三代測序技術對其進行測序,采取雜合組裝策略,獲得覆蓋基因組93%區域的高質量序列草圖,注釋出33,932個高可信度的茶樹基因。結果表面,中國種茶樹基因組大小為3.1Gb,重復序列含量為64%。”

        眾所周知,茶葉獨特而眾多的風味,主要是由茶樹葉片中的兒茶素、茶氨酸、咖啡堿和萜烯類等次生代謝產物決定。宛曉春介紹說,研究發現,茶樹基因組發生過兩次全基因組復制事件,最近一次發生在3000-4000萬年前,也導致了與兒茶素類物質和咖啡堿生物合成相關的基因拷貝數顯著增加。研究還發現了一個參與茶氨酸合成的關鍵酶基因,通過比較基因組分析發現,萜烯類等物質的合成酶基因拷貝數在茶樹基因組中也發生顯著擴增,這將有助于從基因層面來解釋茶葉獨有的香氣。

        宛曉春說:“這些發現首次從基因組層面系統解開了茶葉中富含獨特的風味物質之謎。以上研究成果,將進一步促進對山茶屬植物的物種進化、茶葉風味物質形成機理與品質調控、分子育種、茶樹種質資源保護與利用和茶的健康功能成分的研究,對中華茶文化的繁榮與傳播等也具有重要意義。”

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