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科學家破解中國種茶樹全基因組信息

作者:百檢網(wǎng) 時間:2021-12-20 來源:互聯(lián)網(wǎng)

  安徽農(nóng)業(yè)大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室宛曉春教授研究團隊,聯(lián)合深圳華大基因等相關研究團隊,破解了中國種茶樹的全基因組信息,相關成果發(fā)表于《美國科學院院刊》上,標志著我國茶樹生物學基礎研究取得原創(chuàng)性重大突破。茶樹基因組的破譯將推動茶組植物基因組進化、茶樹起源和遺傳多樣性、茶葉特征性次生代謝物形成機理等重大基礎生物學問題的研究。

圖源Pixabay

  安徽農(nóng)業(yè)大學以茶樹基因組圖譜為框架,整合了24種山茶屬植物共計97個轉(zhuǎn)錄組、代謝組、甲基化組、種質(zhì)資源以及大量生物和非生物脅迫基因表達譜數(shù)據(jù),通過基因表達和代謝物分布模式的相關性建立起各數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,系統(tǒng)構建了全面的茶樹基因組學與生物信息學平臺,實現(xiàn)了茶樹組學大數(shù)據(jù)的整合與共享。該平臺集成了多種生物信息學工具(如功能富集分析、相關性分析、分子標記開發(fā)、引物設計、序列比對等),有助于研究者快速檢索以及深度挖掘數(shù)據(jù)庫中豐富的組學數(shù)據(jù)并實現(xiàn)可視化。

  酯型兒茶素是導致茶葉味苦的主要原因,但這一類型兒茶素是如何合成的,長期困擾著學界。安徽農(nóng)業(yè)大學經(jīng)過艱苦的攻關研究證實,有兩種酶在酯型兒茶素形成過程中起關鍵作用,這是學界首次發(fā)現(xiàn)酯型兒茶素合成的關鍵酶,證實了兒茶素合成途徑的存在。由此可通過調(diào)節(jié)基因表達和酶活性,影響酯型兒茶素的合成量,從而對茶葉苦澀味進行調(diào)控。芳樟醇和橙花叔醇是決定茶葉花甜香的關鍵物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),茶樹萜類合成酶基因在茶樹葉片和花中,通過轉(zhuǎn)錄過程中的再加工,生成了功能有別的兩個轉(zhuǎn)錄本,分別催化芳樟醇和橙化叔醇的生物合成。可利用這一原理,通過應用不同逆境信號物質(zhì),調(diào)節(jié)芳樟醇和橙花叔醇的生物合成,從而達到改善茶葉香氣品質(zhì)的目的。研究還揭示了β-葡萄糖苷酶在茶葉香氣形成中的重要作用,從理論層面揭示了茶葉香氣形成機理,這些研究都為生產(chǎn)環(huán)節(jié)提升茶葉香氣和口感提供了現(xiàn)實途徑。


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