田培康中国科学院昆明植物研究所高立志研究员带领的研究团队于2010年首次在国际上启动了茶树基因组计划,联合华南农业大学、云南农业大学等多个机构,历时5年完成了栽培茶树大叶茶种“云抗10号”基因组的测序、组装、注释与分析,获得了世界上第一个较高质量的茶树参考基因组。
高立志告诉新华社记者,他2006年底从美国回国后,调研发现中国茶叶产业片面追求通过茶文化的宣传来树立茶叶品牌,茶树的生物学、遗传学基础研究薄弱,茶树植物基因资源利用效率低下,茶树新品种选育迟缓,这让他萌生了开展茶树基因组研究、探究茶叶生物学秘密的想法。
最新研究显示,“云抗10号”基因组十分庞大,拥有约30.2亿个碱基对,基因近3.7万个,但其中重复序列含量极高,约占整个基因组的80.9%。茶树近期曾经发生过一次全基因组重复事件,导致与茶叶的香气、风味与品质密切相关的诸如黄酮、萜类等生物合成相关的基因家族显著扩增。
自然选择促进了茶树抵抗生物逆境和非生物逆境的基因大量增长,诠释了为什么茶树可以广泛种植在亚洲、非洲、欧洲、美洲和大洋洲不同气候条件下的多样化生境中,从而成为世界性饮料植物。
茶树所在的山茶属植物多达119种,一个长期悬而未决的问题是为什么只有茶组植物的叶子适合制茶,而茶花、油茶和金花茶等非茶组植物的叶片不适合当茶喝。最新分析显示,高含量的茶多酚和咖啡因决定了山茶属植物是否适合制茶。
高立志等人还发现,茶树和其他山茶属植物的咖啡因生物合成途径可能起源于可可,但后来经历了独立进化。
研究人员在一份声明中说:“茶树高质量基因组图谱的成功绘制揭示了决定茶叶适制性、风味和品质以及茶树全球生态适应性的遗传基础,必将大大加速茶树功能基因组学研究和优异新基因发掘,加快旨在提高茶叶品质和适应性的茶树新品种培育。”
研究人员指出,茶树的野生近缘物种因蕴藏着丰富的优异新基因,是未来茶叶品质改良的巨大宝库,像厚轴茶就含有非常高的茶多酚但是极低的咖啡因,具有培育茶树新品种的巨大潜力。
茶树据信起源于中国的云南、四川等地,而茶最早作为饮料的可信记录可推至公元前3世纪的商代。目前,全球喝茶的人数达30亿。
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