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中国科学家成功破译茶树基因组并引起热烈关注

来源: 宣传部    时间:2017年05月04日    浏览量:

本站消息 5月1日,国际著名学术期刊《Molecular Plant》(SCI影响因子7.14)在线发表了“The Tea Tree Genome Provides Insights into Tea Flavor and Independent Evolution of Caffeine Biosynthesis (通过茶树基因组深入了解茶叶风味及其咖啡因生物合成的独立进化)”研究论文,学校盛军教授为共同第一作者(论文PDF格式请见附件)。

茶叶,据信起源于云南、四川等地,有着迷人的风味,含多酚、茶氨酸、咖啡因、维生素、芳香油和矿物质等多种特征成分,使得茶饮料有着不可估量的医用和健康价值,成为世界三大饮料之一。茶也是世界上最古老的含咖啡因饮料,我国喝茶的可信记录可追溯至公元前3世纪的商代。目前,全球喝茶的人数达30亿。

该项研究由中科院昆明植物研究所高立志团队牵头,联合云南农业大学等多家机构,通过攻坚,历时5年完成了栽培茶树大叶茶种(Camellia sinensis var. assamica)“云抗10号”基因组的测序、组装、注释与分析,在国际上率先获得了高质量的茶树基因组序列。相对于“世界三大饮料植物”中的咖啡和可可而言,茶树基因组具有高杂合、高重复和基因组庞大等特点。“云抗10号”基因组十分庞大,有约30.2亿个碱基对,近3.7万个基因,其中重复序列含量极高,约占整个基因组的80.9%。

研究表明,近5,000万年以来,茶树基因组中的一个子家族经历了多次大量爆发,近期发生的一次全基因组重复事件,导致影响茶叶香气、风味与品质的黄酮、萜类等合成相关的基因家族显著扩增。自然选择促进了茶树抵抗生物逆境和非生物逆境的基因大量增长,诠释了为何茶树可以在亚洲、非洲、欧洲、美洲和大洋洲不同气候条件、多样化生境中广泛种植,为它成为世界性饮料植物奠定了基础。

茶树基因家族的进化

另外,茶树所在的山茶属植物多达119种,一个长期悬而未决的问题是为何只有茶组植物的叶子适合制茶,而茶花、油茶和金花茶等非茶组植物的叶片并不适合当茶喝。分析显示,高含量的茶多酚和咖啡因决定了山茶属植物是否适合制茶。研究发现,茶树和其他山茶属植物的咖啡因生物合成途径可能起源于可可,但后来经历了独立进化。

茶树高质量基因组图谱的成功绘制揭示了决定茶叶适制性、风味和品质以及茶树全球生态适应性的遗传基础,将大大加速茶树功能基因组学研究和优异新基因发掘,加快提高茶叶品质和适应性的茶树新品种培育。

此项研究成果一经发表,立即引起了央视新闻联播、央视新闻频道、人民日报、新华社、云南日报、新浪、腾讯、网易、搜狐和中新网等诸多媒体的广泛关注和报道。

相关新闻联播视频请见:http://www.cas.cn/spx/201705/t20170502_4598854.shtml

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作者:刘勇

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编辑:刘勇

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