近日，植物學權(quán)威期刊Journal of Integrative Plant Biology
在線發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室夏恩華教授團隊題為“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份茶樹種質(zhì)資源揭示了茶樹群體結(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)動大葉茶和小葉茶適應(yīng)性進化的機制。
遺傳多樣性和馴化起源是茶樹基礎(chǔ)生物學研究長期關(guān)注的科學問題，然而受限于茶樹種質(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理仍不清楚。特別是栽培茶樹兩個最主要的變種，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自14個國家和地區(qū)的363份栽培和野生茶樹的全基因組重測序數(shù)據(jù)對茶樹的群體結(jié)構(gòu)、遺傳變異圖譜和馴化機制進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)栽培茶樹種群結(jié)構(gòu)可分為7個亞群，與其地理分布基本一致；我國的茶樹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。研究還從栽培茶樹群體水平鑒定了6,058個新基因和217,376個結(jié)構(gòu)變異，發(fā)現(xiàn)這些變異與茶樹的品質(zhì)和抗性形成密切相關(guān)。進一步功能實驗初步證明大、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)果豐富了對茶樹遺傳多樣性和群體進化的認識，為茶樹科學育種提供了數(shù)據(jù)支撐。
安徽農(nóng)業(yè)大學為第一單位，茶樹生物學與資源利用國家重點實驗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)大學李方東高級實驗師、合肥師范學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。研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃和安徽省知名專家等項目的資助。
來源：安徽農(nóng)業(yè)大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室
圖1.茶樹精細群體結(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
來源：茶樹生物學與資源利用國重室，信息貴在分享，如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除
