古茶树有自己的基因组图谱,让我们更好的了解茶树品种的亲缘关系和选育历史

茶是全球最受欢迎的饮料之一,具有丰富的风味和健康益处。茶树起源于中国西南部,包括云南和邻近的省份。中国的饮茶历史可以追溯到公元5世纪,到了6世纪末,中国人开始对饮茶有了不同的认识:茶不再被视为单纯的药用,还可以作为清凉的饮品。

茶含有丰富的生物活性物质,例如酚类,氨基酸,咖啡因和萜烯,它们不仅有助于茶叶令人愉悦风味的形成,还具有极高的工业和医学价值。例如,表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和茶黄素二没食子酸酯(TF3)可以通过与血凝素结合而抑制流感病毒的感染。EGCG不仅可以预防流感病毒的感染,还可以阻止其他代表性病毒(如HCV,HIV-1和HBV6)的传染性。

野生茶树由于经过自然选择或仅受到人工选择的轻微影响,因此被认为是研究茶驯化伴随的基因组和表型变化的宝贵资源,并且是当前茶育种计划的等位基因来源。华中农大等单位专家测序组装了野生茶树基因组,该研究成果将有助于更好地了解现存茶种内的高遗传多样性和亲缘关系(繁殖史)。

主要的研究结果:

★茶树的不同群体之间(例如古茶树树和栽培品种;具有大叶种和小叶种)经常发生基因交换,因为它们之间没有观察到明显的分离(在遗传和代谢水平上,古茶树与栽培品种之间的区别并不明显,这意味着就风味相关代谢产物而言,茶可能未经过长期的人工定向选择)。与野生茶树相比,栽培种质通常显示出较低的遗传多样性,因为与驯化相比,育种实践往往会更大程度地减少遗传多样性。

★茶树与番茄等其他一些物种不同,其没有经过长期的人工定向选择,至少在特征风味的代谢产物(茶多酚、氨基酸、生物碱等)方面没有进行过选择。

茶树没有经过长期的人工定向选择的原因

首先,茶叶通常在加工后食用,目的是利用不同茶树叶片中的固有成分产生目标风味(看茶做茶),因此,茶的质量或风味可以通过加工技术来影响和改善;

其次,有各种各样的茶产品可以满足不同消费者的口味,例如绿茶、红茶、白茶、黄茶,黑茶、乌龙茶和普洱茶,它们都是由不同的加工方式生产的,不同消费者所要求的不同口味可能导致多样化的育种目标;

第三,大多数茶品种的自我相容特性可能无法为长期的人工选择提供机会,而传统的育种策略(如回交和自交)对于茶树的大多数种属都不可行(茶树具有自交不亲和的特点);

最后,鉴于如今已有几百年历史的古老茶树叶子仍被用于加工茶产品,有可能与许多其他驯化作物不同,在某些种类的口味和/或风味中可能没有发生强烈的选择。

★鉴定到多个儿茶素等类黄酮合成和调控基因(等位基因),对天然等位基因变异的了解有利于后期的育种实践或代谢工程中功能基因的利用。

注:虽然在遗传和代谢水平上,古茶树与栽培品种之间的区别并不明显,并不代表野生茶树与栽培茶树没有区别,野生茶树与栽培茶树的基因组具有大规模的结构变异,这些结构变异可以操纵基因表达,进而影响代谢物质的形成,另外,野生茶树具有更丰富的遗传多样性,这也是为什么可以在野生茶树中发现一些特异的茶树种质如:无咖啡碱的茶树、高苦茶碱茶树、低茶多酚茶树的一个重要原因。

从另一个角度理解古茶树与栽培品种之间在遗传和代谢水平上没有明显差异,或许可以反应中华民族饮茶传统悠久,以及我们对茶树资源利用的连续性。

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