我國科學家在龍井茶樹品種基因組組裝和茶樹起源演化研究上取得重要突破

我國科學家在龍井茶樹品種基因組組裝和茶樹起源演化研究上取得重要突破

由中國農業科學院茶葉研究所和中國農業科學院深圳農業基因組研究所（以下簡稱基因組所）主導并攜手中國科學院昆明動物研究所及云南省農業科學院茶葉研究所等單位，在茶樹全基因組組裝和茶樹起源演化研究上取得重要突破，相關研究成果以“群體測序增強對茶樹進化的認識”（Population sequencing enhances understanding of tea plant evolution）為題發表在國際著名期刊《自然通訊》（Nature Communications）上。該研究結果為茶樹基因組學和育種研究，以及茶樹遺傳和進化研究提供了豐富的素材。

茶樹在我國分布廣泛，種質資源豐富，六大茶類各具特色，而有關茶樹進化的研究尚少。研究團隊首先以我國著名的優良茶樹品種龍井43（var.cv.）為材料，利用研究團隊自主開發的三代組裝軟件結合高通量染色體構象捕獲（Hi-C）等技術，克服了其基因組高度雜合、重復序列比例高等復雜基因組組裝難題，完成了龍井43染色體級別的基因組組裝。龍井43基因組大小為3.26?Gb，DNA框架（scaffold）N50達到143.85?Mb，具有較好的連續性，在單堿基水平和scaffold水平都達到了較高的準確性，獲得了33556個高質量的注釋基因。研究結果發現龍井43與抗病、風味代謝和自交不親和相關基因家族發生擴張，與抗逆等相關的基因發生正選擇。基于組裝的高質量基因組，對來自世界不同國家和地區的139份有代表性的茶樹材料進行了深度重測序，研究結果揭示了茶樹群體的系統發生關系，描繪了栽培茶樹的進化歷史。發現隨著栽培區域的擴張，增加了茶樹種群間的雜合性和廣泛的基因流；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）（var.）和大葉茶品種（植物分類上多屬于阿薩姆茶變種）（s var.）的祖先，馴化過程中二者的選擇方向存在差異，中小葉茶(茶變種)在長期馴化過程中與茶葉風味相關的萜烯類代謝基因和抗病相關基因受到選擇強于大葉茶（阿薩姆變種）茶樹。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-18228-8