【導(dǎo)讀】茶葉在中國(guó)可以說是歷史悠久，喜歡飲茶的人也是數(shù)不勝數(shù)，再中國(guó)南方地區(qū)可以說是無(wú)茶不歡，但是那么，在過去數(shù)千年中，茶樹是如何進(jìn)化的呢?現(xiàn)在的差為什么越來(lái)越好喝呢?近來(lái)基因重測(cè)序發(fā)現(xiàn)茶樹秘密跟著小編來(lái)看看到底都有哪些秘密吧!

近日，科學(xué)家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(jí)別的基因組，并揭示了栽培茶樹的進(jìn)化歷史。該研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所和深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所主導(dǎo)，攜手中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所及云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所等單位共同完成。

茶樹進(jìn)化史，越來(lái)越好喝

人類馴化茶樹的具體時(shí)間已不可考，此前茶樹的起源也有多種說法，但隨著研究的深入，一些爭(zhēng)議逐漸消失。中國(guó)農(nóng)科院茶葉所研究員王新超介紹，“茶樹的起源，目前科學(xué)界大部分都認(rèn)為是中國(guó)。此前有印度起源說，但隨著科學(xué)家們?cè)谖覈?guó)西南地區(qū)茶樹野生近緣種的發(fā)現(xiàn)，這一說法很難再站住腳。因?yàn)樵谥袊?guó)發(fā)現(xiàn)了大量茶樹的野生近緣種，所以普遍認(rèn)為起源于中國(guó)。”

茶樹的野生近緣種，也就是茶樹的祖先，在長(zhǎng)期的進(jìn)化和傳播過程中，進(jìn)行了兩個(gè)方向的分化。王新超介紹，一種是大葉種茶樹，一種是中小葉種茶樹，在被人類不斷馴化的過程中，兩類茶樹種群逐漸分化出不同的特征。“中小葉種茶在長(zhǎng)期馴化過程中，與茶葉風(fēng)味相關(guān)的萜烯類代謝基因和抗病相關(guān)基因的強(qiáng)化選擇，表現(xiàn)的更為突出。也就是說，那些控制香氣合成的基因更豐富，所以中小葉種茶制作的綠茶、烏龍茶等香氣更加多樣。相應(yīng)的，大葉種茶則更適合制作紅茶。”

在馴化過程中，不同茶樹還出現(xiàn)了區(qū)域分化，王新超說，“大葉種茶主要分布在南方，是因?yàn)樗目购陨圆睢Ｖ行∪~種茶的抗寒性更好，所以分布的區(qū)域更廣泛，南北都有”。

總體來(lái)說，數(shù)千年的馴化、栽培、選育使得茶葉的風(fēng)味越來(lái)越適合人類的口味，“從古至今，技術(shù)一直在進(jìn)步，茶葉的風(fēng)味、口味也越來(lái)越好”。

基因重測(cè)序，發(fā)現(xiàn)茶樹秘密

在新中國(guó)茶葉育種歷史中，龍井43是一個(gè)重要的品種。王新超介紹，“龍井43是當(dāng)前種植面積最廣的無(wú)性繁殖茶樹之一，全國(guó)有超過300萬(wàn)畝的種植面積。該母本于1960年發(fā)現(xiàn)，到今年正好60年。”

龍井43具有發(fā)芽早、質(zhì)量高、口感好、抗逆性強(qiáng)等特征，這使得它的適應(yīng)性非常強(qiáng)。早在1978年，該品種就獲得過全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，1987年，正式通過國(guó)家品種認(rèn)定。

此次，研究團(tuán)隊(duì)以龍井43為材料，結(jié)合團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的技術(shù)，完成了染色體級(jí)別的基因組組裝。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“龍井43”的基因，與抗病、風(fēng)味代謝等相關(guān)的基因家族發(fā)生了擴(kuò)張現(xiàn)象，和抗逆相關(guān)的基因也發(fā)生了正向變化，這也是它品質(zhì)好、抗性強(qiáng)的原因。

在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們還對(duì)來(lái)自世界不同國(guó)家和地區(qū)的139份有代表性的茶樹材料進(jìn)行了深度重測(cè)序，研究結(jié)果揭示了茶樹群體的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，描繪了栽培茶樹的進(jìn)化歷史。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著栽培區(qū)域的擴(kuò)張，茶樹種群間的雜合性和廣泛的基因流不斷增加，“小葉品種和大葉品種之間的分化，正是來(lái)源于基因的變化”。

茶葉育種技術(shù)的新方向

近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，基因技術(shù)在作物育種中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但茶樹因?yàn)槠浔旧淼奶卣?，在?yīng)用基因技術(shù)上，起步更晚、應(yīng)用困難更大。

王新超說，“對(duì)龍井43的基因研究成果，解釋了其質(zhì)優(yōu)、抗逆的分子本質(zhì)，而且又是在發(fā)現(xiàn)60周年的時(shí)候，具有紀(jì)念意義。更重要的是，對(duì)茶樹基因組重測(cè)序的實(shí)現(xiàn)，為以后的茶樹分子設(shè)計(jì)育種提供了豐富的素材和基礎(chǔ)。”

茶樹是木本植物，目前主要的育種方法，還以傳統(tǒng)技術(shù)為主，育成一個(gè)新品種，可能需要20年左右，而現(xiàn)代基因技術(shù)應(yīng)用的很少，王新超說，“完成多個(gè)品種的基因重測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了那些控制茶葉風(fēng)味、保健等功能成分的基因，在未來(lái)的育種中，就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代基因技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行設(shè)計(jì)育種，加快茶樹育種的速度，更快地獲得更好的品種”。

據(jù)介紹，該研究得到中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、農(nóng)業(yè)基因組協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目、浙江省茶樹新品種選育重大科技專項(xiàng)、深圳市基礎(chǔ)研究學(xué)科布局項(xiàng)目、國(guó)家青年拔尖人才支持計(jì)劃和云南省創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目資助。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然通訊(Nature Communications)》上。

以上就是有關(guān)于茶樹是如何進(jìn)化的所有相關(guān)資訊，茶葉育種技術(shù)的新方向以及基因重測(cè)序也給現(xiàn)代的茶葉賦予了新的生命，讓現(xiàn)代的茶葉品種越來(lái)越好喝！