古茶樹有自己的基因組圖譜,讓我們更好的了解茶樹品種的親緣關(guān)系和選育歷史

古茶樹有自己的基因組圖譜,讓我們更好的了解茶樹品種的親緣關(guān)系和選育歷史

32閱讀 2022-08-02 02:10 權(quán)威

茶是全球最受歡迎的飲料之一,具有豐富的風味和健康益處。茶樹起源于中國西南部,包括云南和鄰近的省份。中國的飲茶歷史可以追溯到公元5世紀,到了6世紀末,中國人開始對飲茶有了不同的認識:茶不再被視為單純的藥用,還可以作為清涼的飲品。

茶含有豐富的生物活性物質(zhì),例如酚類,氨基酸,咖啡因和萜烯,它們不僅有助于茶葉令人愉悅風味的形成,還具有極高的工業(yè)和醫(yī)學價值。例如,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)和茶黃素二沒食子酸酯(TF3)可以通過與血凝素結(jié)合而抑制流感病毒的感染。EGCG不僅可以預防流感病毒的感染,還可以阻止其他代表性病毒(如HCV,HIV-1和HBV6)的傳染性。

野生茶樹由于經(jīng)過自然選擇或僅受到人工選擇的輕微影響,因此被認為是研究茶馴化伴隨的基因組和表型變化的寶貴資源,并且是當前茶育種計劃的等位基因來源。華中農(nóng)大等單位專家測序組裝了野生茶樹基因組,該研究成果將有助于更好地了解現(xiàn)存茶種內(nèi)的高遺傳多樣性和親緣關(guān)系(繁殖史)。

主要的研究結(jié)果:

★茶樹的不同群體之間(例如古茶樹樹和栽培品種;具有大葉種和小葉種)經(jīng)常發(fā)生基因交換,因為它們之間沒有觀察到明顯的分離(在遺傳和代謝水平上,古茶樹與栽培品種之間的區(qū)別并不明顯,這意味著就風味相關(guān)代謝產(chǎn)物而言,茶可能未經(jīng)過長期的人工定向選擇)。與野生茶樹相比,栽培種質(zhì)通常顯示出較低的遺傳多樣性,因為與馴化相比,育種實踐往往會更大程度地減少遺傳多樣性。

★茶樹與番茄等其他一些物種不同,其沒有經(jīng)過長期的人工定向選擇,至少在特征風味的代謝產(chǎn)物(茶多酚、氨基酸、生物堿等)方面沒有進行過選擇。

茶樹沒有經(jīng)過長期的人工定向選擇的原因

首先,茶葉通常在加工后食用,目的是利用不同茶樹葉片中的固有成分產(chǎn)生目標風味(看茶做茶),因此,茶的質(zhì)量或風味可以通過加工技術(shù)來影響和改善;

其次,有各種各樣的茶產(chǎn)品可以滿足不同消費者的口味,例如綠茶、紅茶、白茶、黃茶,黑茶、烏龍茶和普洱茶,它們都是由不同的加工方式生產(chǎn)的,不同消費者所要求的不同口味可能導致多樣化的育種目標;

第三,大多數(shù)茶品種的自我相容特性可能無法為長期的人工選擇提供機會,而傳統(tǒng)的育種策略(如回交和自交)對于茶樹的大多數(shù)種屬都不可行(茶樹具有自交不親和的特點);

最后,鑒于如今已有幾百年歷史的古老茶樹葉子仍被用于加工茶產(chǎn)品,有可能與許多其他馴化作物不同,在某些種類的口味和/或風味中可能沒有發(fā)生強烈的選擇。

★鑒定到多個兒茶素等類黃酮合成和調(diào)控基因(等位基因),對天然等位基因變異的了解有利于后期的育種實踐或代謝工程中功能基因的利用。

注:雖然在遺傳和代謝水平上,古茶樹與栽培品種之間的區(qū)別并不明顯,并不代表野生茶樹與栽培茶樹沒有區(qū)別,野生茶樹與栽培茶樹的基因組具有大規(guī)模的結(jié)構(gòu)變異,這些結(jié)構(gòu)變異可以操縱基因表達,進而影響代謝物質(zhì)的形成,另外,野生茶樹具有更豐富的遺傳多樣性,這也是為什么可以在野生茶樹中發(fā)現(xiàn)一些特異的茶樹種質(zhì)如:無咖啡堿的茶樹、高苦茶堿茶樹、低茶多酚茶樹的一個重要原因。

從另一個角度理解古茶樹與栽培品種之間在遺傳和代謝水平上沒有明顯差異,或許可以反應中華民族飲茶傳統(tǒng)悠久,以及我們對茶樹資源利用的連續(xù)性。

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