近日，植物學(xué)權(quán)威期刊Journal of Integrative Plant Biology
在線發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏恩華教授團(tuán)隊(duì)題為“Genomic variation of 363 diverse tea accessions unveils the genetic diversity, domestication, and structural variations associated with tea adaptation”的研究論文。該研究基于363份茶樹(shù)種質(zhì)資源揭示了茶樹(shù)群體結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性的演變規(guī)律，初步闡明了遺傳變異驅(qū)動(dòng)大葉茶和小葉茶適應(yīng)性進(jìn)化的機(jī)制。
遺傳多樣性和馴化起源是茶樹(shù)基礎(chǔ)生物學(xué)研究長(zhǎng)期關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題，然而受限于茶樹(shù)種質(zhì)資源收集類型單一、樣品代表性不足、參考基因組缺乏等原因，茶樹(shù)的遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)特性、品質(zhì)與抗性形成的馴化機(jī)理仍不清楚。特別是栽培茶樹(shù)兩個(gè)最主要的變種，即Camellia sinensis var. sinensis（俗稱“小葉茶”）和Camellia sinensis var. assamica（俗稱“大葉茶”），在分布范圍、茶葉適制性和抗寒性等方面存在明顯差異，然而這些差異形成的遺傳基礎(chǔ)也不清楚。為此，本研究利用已公布的來(lái)自14個(gè)國(guó)家和地區(qū)的363份栽培和野生茶樹(shù)的全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)對(duì)茶樹(shù)的群體結(jié)構(gòu)、遺傳變異圖譜和馴化機(jī)制進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)栽培茶樹(shù)種群結(jié)構(gòu)可分為7個(gè)亞群，與其地理分布基本一致；我國(guó)的茶樹(shù)遺傳多樣性由西南向華東逐漸降低；大葉茶比小葉茶具有更高的遺傳多樣性。選擇性清除分析發(fā)現(xiàn)，大葉茶與小葉茶具有不同的馴化特征，其中大葉茶的馴化基因主要參與葉片發(fā)育、黃酮和生物堿的生物合成等過(guò)程，而小葉茶的馴化基因主要參與氨基酸代謝、芳香化合物的生物合成和低溫脅迫等，可能造成二者具有明顯差異的茶葉適制性和抗逆性。研究還從栽培茶樹(shù)群體水平鑒定了6,058個(gè)新基因和217,376個(gè)結(jié)構(gòu)變異，發(fā)現(xiàn)這些變異與茶樹(shù)的品質(zhì)和抗性形成密切相關(guān)。進(jìn)一步功能實(shí)驗(yàn)初步證明大、小葉茶間CSS0049975和CSS0006599基因的“存在/缺失”變異可能有助于二者抗寒性狀的分化。研究結(jié)果豐富了對(duì)茶樹(shù)遺傳多樣性和群體進(jìn)化的認(rèn)識(shí)，為茶樹(shù)科學(xué)育種提供了數(shù)據(jù)支撐。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一單位，茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室童偉副教授和在讀博士王艷麗為共同第一作者，夏恩華教授為通訊作者。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)李方東高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、合肥師范學(xué)院高琪娟老師和安徽省農(nóng)科院茶葉研究所吳瓊副研究員等也參與了該研究。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和安徽省知名專家等項(xiàng)目的資助。
來(lái)源：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
圖1.茶樹(shù)精細(xì)群體結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性
圖2.大葉茶和小葉茶的群體馴化選擇特征
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