龍井43 中國農科院供圖
近日，《自然—通訊》在線發表了我國科學家在茶樹全基因組組裝和茶樹起源演化研究上取得的重要突破。該項研究由中國農業科學院茶葉研究所（以下簡稱茶葉所）和中國農業科學院深圳農業基因組研究所（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）及云南省農業科學院茶葉研究所等單位完成。該成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，種質資源豐富，六大茶類各具特色，而有關茶樹進化的研究尚少。
通訊作者楊亞軍介紹，他們首先以我國著名的優良茶樹品種龍井43為材料，利用他們自主開發的三代組裝軟件結合高通量染色體構象捕獲（Hi-C）等技術，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。
龍井43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個高質量的注釋基因。
研究結果發現，龍井43與抗病、風味代謝和自交不親和相關基因家族發生擴張，與抗逆等相關的基因發生正選擇。
基于組裝的高質量基因組，該團隊對來自世界不同國家和地區的139份有代表性的茶樹材料進行了深度重測序，揭示了茶樹群體的系統發生關系，描繪了栽培茶樹的進化歷史。
他們發現，栽培區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）和大葉茶品種（植物分類上多屬于阿薩姆茶變種）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的萜烯類代謝基因和抗病相關基因受到選擇強于大葉茶（阿薩姆變種）茶樹。
龍井43是來源于西湖龍井群體種的優良品種，以其發芽早、品質優、抗逆性強等優良經濟性狀而深受我國茶農歡迎，在我國綠茶主產區推廣面積居于前列。今年適逢龍井43發現60周年，該研究結果解釋了龍井43質優、抗逆的分子本質，具有較好的紀念意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-18228-8
