近日，由中國農業科學院茶葉研究所和深圳農業基因組研究所主導，攜手中國科學院昆明動物研究所及云南省農業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，組裝了“龍井43”染色體級別的基因組，并揭示了栽培茶樹的進化歷史。該研究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。相關研究成果在線發表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
據楊亞軍研究員介紹，茶樹起源于中國而風靡于世界，世界茶飲料消費人口占總人口比率已超過三分之二。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。研究團隊首先以我國著名的優良茶樹品種“龍井43”（C. sinensis var. sinensis cv. Longjing 43）為材料，利用研究團隊自主開發的三代組裝軟件結合高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，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，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，研究結果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。研究發現隨著栽培區域的擴張，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）（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。
該研究得到中國農科院科技創新工程、農業基因組協同創新項目、浙江省茶樹新品種選育重大科技專項、深圳市基礎研究學科布局項目、國家青年拔尖人才支持計劃和云南省創新研究團隊等項目資助。
