中国研究人员破译茶树基因组,有望培育出新品种

林小春/新华社

2017-05-02 14:12

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新华社华盛顿5月1日电,中国研究人员1日在美国《分子植物》杂志上报告说,他们破译了世界三大饮料植物之一茶树的基因组,这将能帮助解释为什么茶是世界上被广泛饮用的饮料,并有望带来新的茶树品种。
世界三大饮料植物中的咖啡树和可可树的基因组已相继在欧美国家完成测序。
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。
(原题为《中国研究人员破译茶树基因组》)
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 破译茶树基因组

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