我國科學(xué)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(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（以下簡稱基因組所）主導(dǎo)并攜手中國科學(xué)院昆明動物研究所及云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(guān)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(fā)表在國際著名期刊《自然通訊》（Nature Communications）上。該研究結(jié)果為茶樹基因組學(xué)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(zhì)資源豐富，六大茶類各具特色，而有關(guān)茶樹進化的研究尚少。研究團隊首先以我國著名的優(yōu)良茶樹品種龍井43（var.cv.）為材料，利用研究團隊自主開發(fā)的三代組裝軟件結(jié)合高通量染色體構(gòu)象捕獲（Hi-C）等技術(shù)，克服了其基因組高度雜合、重復(fù)序列比例高等復(fù)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(xù)性，在單堿基水平和scaffold水平都達到了較高的準(zhǔn)確性，獲得了33556個高質(zhì)量的注釋基因。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)龍井43與抗病、風(fēng)味代謝和自交不親和相關(guān)基因家族發(fā)生擴張，與抗逆等相關(guān)的基因發(fā)生正選擇。基于組裝的高質(zhì)量基因組，對來自世界不同國家和地區(qū)的139份有代表性的茶樹材料進行了深度重測序，研究結(jié)果揭示了茶樹群體的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，描繪了栽培茶樹的進化歷史。發(fā)現(xiàn)隨著栽培區(qū)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(fēng)味相關(guān)的萜烯類代謝基因和抗病相關(guān)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