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省部共建茶树生物学与资源利用国家重点实验室破解中国种茶树全基因组密码
日期:2018年05月14日     

  当前,世界主栽茶树分属两个变种: 中国种和阿萨姆种。省部共建茶树生物学与资源利用国家重点实验室安徽农业大学宛晓春教授研究团队,联合深圳华大基因和中国科学院国家基因研究中心等相关研究团队,以国家级茶树品种舒茶早(中国种)为材料,用二代和三代测序技术对其进行测序,采取杂合组装策略,获得覆盖基因组93%区域的高质量序列草图,注释出33,932个高可信度的茶树基因。研究结果显示,中国种基因组大小为3.1Gb,重复序列含量为64%,基因组组装的完整性和质量远高于现有同类已测序物种组装水平。研究发现,茶树祖先种大约在8000万年前与亲缘关系最近的猕猴桃物种发生分化,继而在38-154万年前,又分化形成中国种和阿萨姆种。
  宛晓春教授研究团队发现了一个参与茶氨酸合成的关键酶基因(CsTSI),并通过转录组学和转基因分析,证明CsTSI具有合成茶氨酸的酶活性。比较基因组分析发现,萜烯类等物质的合成酶基因拷贝数在茶树基因组中也发生显著扩增,有助于解释茶叶独特的香气。这些发现首次从基因组层面系统解开了茶叶中富含独特的风味物质之谜。
  以上研究成果,将极大促进对山茶属植物的物种进化、茶叶风味物质形成机理与品质调控、分子育种、茶树种质资源保护与利用和茶的健康功能成分研究,对中华茶文化的繁荣与传播等也具有重要意义。相关成果近期发表于《美国科学院院刊》上。