省部共建茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室破解中國種茶樹全基因組密碼

    當前，世界主栽茶樹分屬兩個變種: 中國種和阿薩姆種。省部共建茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室安徽農(nóng)業(yè)大學宛曉春教授研究團隊，聯(lián)合深圳華大基因和中國科學院國家基因研究中心等相關研究團隊，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(qū)域的高質(zhì)量序列草圖，注釋出33,932個高可信度的茶樹基因。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%，基因組組裝的完整性和質(zhì)量遠高于現(xiàn)有同類已測序物種組裝水平。研究發(fā)現(xiàn)，茶樹祖先種大約在8000萬年前與親緣關系最近的獼猴桃物種發(fā)生分化，繼而在38-154萬年前，又分化形成中國種和阿薩姆種。

    宛曉春教授研究團隊發(fā)現(xiàn)了一個參與茶氨酸合成的關鍵酶基因（CsTSI），并通過轉(zhuǎn)錄組學和轉(zhuǎn)基因分析，證明CsTSI具有合成茶氨酸的酶活性。比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，萜烯類等物質(zhì)的合成酶基因拷貝數(shù)在茶樹基因組中也發(fā)生顯著擴增，有助于解釋茶葉獨特的香氣。這些發(fā)現(xiàn)首次從基因組層面系統(tǒng)解開了茶葉中富含獨特的風味物質(zhì)之謎。

    以上研究成果，將極大促進對山茶屬植物的物種進化、茶葉風味物質(zhì)形成機理與品質(zhì)調(diào)控、分子育種、茶樹種質(zhì)資源保護與利用和茶的健康功能成分研究，對中華茶文化的繁榮與傳播等也具有重要意義。相關成果近期發(fā)表于《美國科學院院刊》上。