科學家破解中國種茶樹全基因密碼

   記者24日從安徽農業大學獲悉，該校茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室，聯合深圳華大基因和中國科學院國家基因研究中心（上海）等相關研究團隊，破解了世界上分布最廣的中國種茶樹的全基因組信息，從基因組層面系統解開了茶葉中富含獨特的風味物質之謎，標志著中國茶樹生物學基礎研究取得重大突破。

   據介紹，世界主栽茶樹分屬兩個變種：中國種和阿薩姆種，前者葉小，分布廣泛，適合制作綠茶等茶類；后者葉大，主要分布在熱帶和冬季溫暖的亞熱帶地區，適合制作紅茶和普洱茶。安農大茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室主任宛曉春說，研究團隊以國家級茶樹品種舒茶早（中國種）為材料，用二代和三代測序技術對其進行測序，采取雜合組裝策略，獲得覆蓋基因組93%區域的高質量序列草圖，注釋出33932個高可信度的茶樹基因。

   研究團隊成員韋朝領說，研究結果顯示，中國種基因組大小為3.1Gb，重復序列含量為64%，“基因組組裝完整性和質量高于同類其他植物的組裝水平。”

   茶樹葉片中合成積累豐富的兒茶素、茶氨酸、咖啡堿和萜烯類等次生代謝產物，賦予了茶葉獨特的風味。宛曉春說，研究發現，茶樹基因組發生過兩次全基因組復制事件，最近一次發生在3000至4000萬年前，該事件及后續串聯復制導致了與兒茶素類物質和咖啡堿生物合成相關的基因拷貝數顯著增加。進一步研究發現，兒茶素的生物合成受到復雜的轉錄調控，許多與生物逆境和非生物逆境相關的轉錄因子與兒茶素含量高度相關。研究發現了一個參與茶氨酸合成的關鍵酶基因，并通過轉錄組學和轉基因分析，證明該基因具有合成茶氨酸的酶活性。“比較基因組分析發現，萜烯類等物質的合成酶基因拷貝數在茶樹基因組中也發生顯著擴增，有助于解釋茶葉獨特的香氣。”宛曉春說。

   該研究成果近日在線發表于《美國科學院院刊》上。