近日，由中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所（以下簡稱中國茶科所）和中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（以下簡稱基因組所）主導并攜手中國科學院昆明動物研究所（以下簡稱昆明動物所）及云南省農(nóng)業(yè)科學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(Camellia sinensis [L.] O. Kuntze)起源于中國而風靡于世界，世界茶飲料消費人口已超過三分之二。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’（C. sinensis var. sinensis cv. Longjing 43）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、重復序列比例高等復雜基因組組裝難題，完成了‘龍井43’染色體級別的基因組組裝?！埦?3’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?；诮M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）（C. sinensis var. sinensis）和大葉茶品種（植物分類上多屬于阿薩姆茶變種）（C. sinensis var. assamica）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。
重測序茶樹樣品分布及進化分析
‘龍井43’是來源于西湖龍井群體種的優(yōu)良品種，以其發(fā)芽早、品質(zhì)優(yōu)、抗逆性強等優(yōu)良經(jīng)濟性狀而深受我國茶農(nóng)歡迎，在我國綠茶主產(chǎn)區(qū)推廣面積居于前列。今年適逢‘龍井43’發(fā)現(xiàn)60周年，該研究結(jié)果解釋了‘龍井43’質(zhì)優(yōu)、抗逆的分子本質(zhì)，具有較好的紀念意義。
文章共同一作為中國茶科所王新超研究員、基因組所博士研究生馮虎、基因組所常玉曉研究員、茶葉所馬春雷副研究員、茶葉所王麗鴛研究員和茶葉所郝心愿副研究員。文章共同通訊作者為茶葉所楊亞軍研究員、基因組所阮玨研究員、茶葉所陳亮研究員和昆明動物所王國棟研究員?；蚪M所李阿倫、崔鵬研究員、王曉波、艾成、趙勝和吳志超，茶葉所成浩研究員、王璐副研究員、金基強副研究員和韋康研究員，云南省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所劉本英研究員和李友勇副研究員也參與了研究工作。
該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程、農(nóng)業(yè)基因組協(xié)同創(chuàng)新項目、浙江省茶樹新品種選育重大科技專項、深圳市基礎(chǔ)研究學科布局項目、國家青年拔尖人才支持計劃和云南省創(chuàng)新研究團隊等項目資助。
來源于：中國茶科所
