據(jù)中國(guó)農(nóng)科院最新消息,該院茶葉研究所和深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所主導(dǎo),聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所和云南省農(nóng)科院茶葉研究所等,首次組裝了“龍井43”染色體級(jí)別的基因組,解釋了“龍井43”質(zhì)優(yōu)、抗逆的分子本質(zhì),并描繪了栽培茶樹的進(jìn)化路線圖。該研究為茶樹基因組學(xué)和育種研究,以及茶樹遺傳和進(jìn)化研究提供了豐富的素材。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然通訊》上。
中國(guó)農(nóng)科院茶葉所研究員楊亞軍介紹,茶起源于中國(guó)而風(fēng)靡于世界,茶樹在我國(guó)分布廣泛,種質(zhì)資源豐富,六大茶類各具特色,而有關(guān)茶樹進(jìn)化的研究尚少。
研究團(tuán)隊(duì)首先以我國(guó)著名的優(yōu)良茶樹品種“龍井43”為材料,利用研究團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的三代組裝軟件結(jié)合高Hi-C等技術(shù),克服了其基因組高度雜合、重復(fù)序列比例高等復(fù)雜基因組組裝難題,完成了“龍井43”染色體級(jí)別的基因組組裝?!褒埦?3”基因組大小為3.26Gb,scaffold N50達(dá)到143.85Mb,具有較好的連續(xù)性,在單堿基水平和scaffold水平上都達(dá)到了較高的準(zhǔn)確性,獲得了33556個(gè)高質(zhì)量的注釋基因。研究發(fā)現(xiàn),“龍井43”與抗病、風(fēng)味代謝及自交不親和相關(guān)基因家族發(fā)生擴(kuò)張,與抗逆等相關(guān)的基因發(fā)生正選擇。
基于組裝的高質(zhì)量基因組,研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自世界不同國(guó)家和地區(qū)的139份有代表性的茶樹材料進(jìn)行了深度重測(cè)序,研究結(jié)果揭示了茶樹群體的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系,描繪了栽培茶樹的進(jìn)化歷史。研究發(fā)現(xiàn),隨著栽培區(qū)域的擴(kuò)張,茶樹種群間的雜合性和廣泛的基因流增加了;茶樹野生近緣種群是中小葉茶品種(植物分類上多屬于茶變種)和大葉茶品種(植物分類上多屬于阿薩姆茶變種)的祖先,馴化過(guò)程中二者的選擇方向存在差異,中小葉茶(茶變種)在長(zhǎng)期馴化過(guò)程中與茶葉風(fēng)味相關(guān)的萜烯類代謝基因和抗病相關(guān)基因受到選擇強(qiáng)于大葉茶(阿薩姆變種)茶樹。