中青線上訊(中國青年報·中青線上記者 王磊 見習記者 王海涵) 十年磨一劍， 功到自然成。 近日， 安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室(安徽省實驗室)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資訊。 相關成果以“基於全基因組測序探究中國種茶樹基因組和品質相關基因的進化機制”為題， 於4月21日線上發表於《美國科學院院刊》， 這標誌著我國茶樹生物學基礎研究取得重大突破。
世界主栽茶樹分屬兩個變種: 中國種和阿薩姆種， 前者葉小， 分佈廣泛， 適制綠茶等六大茶類；後者葉大， 主要分佈在熱帶和冬季溫暖的亞熱帶地區， 適制紅茶和普洱茶。
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， 採取雜合組裝策略， 獲得覆蓋基因組93%區域的高品質序列草圖， 注釋出33,932個高可信度的茶樹基因。 結果顯示， 中國種基因組大小為3.1Gb， 重複序列含量為64%， 基因組組裝的完整性和品質遠高於現有同類已測序物種組裝水準。
研究發現， 茶樹祖先種大約在8000萬年前與親緣關係最近的獼猴桃物種發生分化， 繼而在38-154萬年前， 又分化形成中國種和阿薩姆種。
茶葉為何具有獨特的風味？因為茶樹葉片中合成積累豐富的兒茶素、茶氨酸、咖啡鹼和萜烯類等次生代謝產物。
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數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酶基因(CsTSI)， 並通過轉錄組學和轉基因分析， 證明CsTSI具有合成茶氨酸的酶活性。
比較基因組分析發現， 萜烯類等物質的合成酶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。
以上研究成果， 將極大促進對山茶屬植物的物種進化、茶葉風味物質形成機理與品質調控、分子育種、茶樹種質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。
據瞭解， 該研究得到科技部973、國家自然科學基金、安徽省茶產業振興計畫、安徽省創新省份教育科學部編輯建設專項基金等專案的資助。
責編：齊琪