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日本裸模,茶树如何进化?中国科学家揭示了茶树基因的秘密

2020-10-24 16:01:48博名知识网
新京报(记者周怀宗)茶是中国传统文化的重要组成部分,也是中国出口最多的农产品之一。几千年前,中国人开始驯化,种植和喝茶。如今,茶已成为世界上消费量最大的饮料之一,全球茶饮料消费人口占总人口的三分之二以上。?那么,茶树在过去的几千年中是如何发展的?近来,科学家在茶树全基因组组装和茶树起源与进化研究方面取得了重要突破。他们组装了“龙井43号”染色体水平的基因组,并揭示

  新京报(记者周怀宗)茶是中国传统文化的重要组成部分,也是中国出口最多的农产品之一。几千年前,中国人开始驯化,种植和喝茶。 如今,茶已成为世界上消费量最大的饮料之一,全球茶饮料消费人口占总人口的三分之二以上。

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  那么,茶树在过去的几千年中是如何发展的?近来,科学家在茶树全基因组组装和茶树起源与进化研究方面取得了重要突破。 他们组装了“龙井43号”染色体水平的基因组,并揭示了栽培茶树的进化历史。该研究由中国农业科学院茶叶研究所和深圳市农业基因组研究所牵头,由昆明动物学研究所,中国科学院和云南省茶叶研究所茶叶研究所共同完成。 农业科学。

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  龙井43。照片由农业科学院提供吗?

  茶树的进化史,越来越美味

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  人们驯化茶树的确切时间不再可用。 关于茶树的起源有各种各样的理论。 但是,随着研究的深入,一些争议逐渐消失。中国农业科学院茶叶研究所研究员王新超说:“目前,大多数科学界都认为茶树的起源是中国。以前,有一种起源于印度的理论,但是随着我国西南部茶树的野生近缘种的发现,这种理论很难掌握。由于在中国发现了大量的茶树野生近缘种,因此通常认为它们起源于中国。”

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  茶树的野生近缘种,即茶树的祖先,在长期进化和传播过程中经历了双向分化。据王新超介绍,一种是种植大叶茶树,另一种是种植中叶和小叶茶树。 在人类驯化的过程中,两种茶树种群逐渐分化为不同的特征。他说:「在中,小叶茶的长期驯化过程中,与茶味有关的萜烯代谢基因和抗病相关基因的选择增加。换句话说,那些控制香气合成的基因更加丰富,因此由中小叶茶制成的绿茶和乌龙茶的香气更加多样化。相应地,大叶中茶更适合泡红茶。”

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  在驯化过程中,不同的茶树也表现出区域差异。 王新超说:“大叶茶由于其抗寒性差,主要分布在南方。中小叶茶具有更好的抗寒性,因此分布在北部和南部的较宽区域。”

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  通常,几千年的驯化,栽培和育种使茶的味道越来越适合于人类的口味。 “自古以来,技术一直在进步,茶的味道和口感越来越好。”

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  对基因重新测序以发现茶树的秘密

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  在新中国的茶叶育种历史中,龙井43号是重要的品种。王新超介绍说:“龙井43号是种植最广泛的无性繁殖茶树之一,全国种植面积超过300万亩。一位女父母于1960年被发现,距今已有60年了。”

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  龙井43具有发芽早,品质高,口感好,抗逆性强等特点,适应性强。早在1978年,该品种就获得了国家科学会议奖,并于1987年正式通过了国家品种认证。

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  这次,研究团队使用龙井43号作为材料,并与该团队独立开发的技术相结合,以完成染色体水平的基因组组装。研究结果发现,与抗病性和风味代谢有关的基因家族“龙井43号”基因已经扩大,与抗逆性有关的基因也发生了积极的变化。 这也是其优良的品质和强大的抵抗力。原因。

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  龙井43。照片由农业科学院提供吗?

  在此基础上,科学家还对来自世界不同国家和地区的139种代表性茶植物材料进行了深度重测序。 研究结果揭示了茶树种群的系统发育关系,并描述了栽培茶树的进化历史。

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  研究发现,随着种植面积的扩大,茶树种群之间的杂合性和广泛的基因流动继续增加。 “小叶品种和大叶品种之间的区别正是由于遗传变化。”

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  茶育种技术的新方向

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  近年来,随着分子生物学的发展,遗传技术已越来越广泛地应用于农作物育种。 然而,由于其自??身的特点,茶树起步较晚,在遗传技术的应用中存在较大的应用困难。

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  王新超说:“龙井43号的遗传研究结果说明了其高质量和抗性的分子特性,在发现龙井号60周年之际具有纪念意义。更重要的是,茶树基因组重测序的实现为今后茶树分子的设计和育种提供了丰富的材料和基础。”

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  茶树是木本植物。 目前,主要的育种方法主要是基于传统技术。 培育一个新品种大约需要20年。 但是,现代遗传技术很少使用。 王新超说:“完成多个品种的遗传权重。测序发现了那些控制茶的味道,健康和其他功能成分的基因。 在未来的育种中,将有可能实现现代基因技术的应用,进行设计育种,加快茶育种并更快地获得更好的品种。”。

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  据报道,该研究获得了中国农业科学院科技创新计划,农业基因组协同创新计划,浙江省新型茶树育种重大科技专项,深圳市基础研究学科 该项目,国家青年杰出人才支持计划以及云南省创新研究团队等项目均获资助。相关研究结果在线发表在《自然通讯》上。

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  新京报记者?周怀宗

  编辑张书静校对李世辉

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