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中國種茶樹基因密碼破解 茶葉色香味可調節

2018-04-25

安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室宛曉春教授研究團隊,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,破解了世界上分佈最廣的中國種茶樹的全基因組信息。此次研究首次從基因組層面系統解開了茶葉中含獨特風味之謎,通過分子育種,未來可根據市場需求對茶樹的色、香、味等風味進行調節。該項研究的相關成果日前在線發表於《美國科學院院刊》。

註釋逾3萬茶樹基因

安徽農業大學昨日召開新聞發佈會,宛曉春在會上介紹,世界主栽茶樹分屬兩個變種:中國種和阿薩姆種,研究團隊以國家級茶樹品種舒茶早(中國種)為材料進行研究,用二代和三代測序技術對其進行測序,採取雜合組裝策略,獲得覆蓋基因組93%區域的高質量序列草圖,註釋出33,932個高可信度的茶樹基因。研究發現,茶樹祖先種大約在8,000萬年前與親緣關係最近的獼猴桃物種發生分化,繼而在38萬至154萬年前,又分化形成中國種和阿薩姆種。

宛曉春解釋,茶樹葉片中合成積累豐富的兒茶素(決定茶的苦澀味)、茶氨酸(決定茶的鮮爽味)等次生代謝產物,賦予了茶葉獨特的風味。此次研究發現,茶樹基因組發生過兩次全基因組複製事件,該事件及後續串聯複製導致了與兒茶素類物質和咖啡鹼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複雜的轉錄調控,許多與生物逆境和非生物逆境相關的轉錄因子都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J基因(CsTSI),並通過轉錄組學和轉基因分析,證明CsTSI具有合成茶氨酸的J活性。另外,比較基因組分析發現,b烯類等物質的合成J基因拷貝數在茶樹基因組中也發生顯著擴增,有助於解釋茶葉獨特的香氣。■香港文匯報記者 趙臣 合肥報道

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