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      茶樹(shù)基因組測(cè)序
      
			
      
				2018-12-16 13:18:01
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      來(lái)自中國(guó)和美國(guó)的多機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)栽培茶樹(shù)(Camellia sinensis)的基因組進(jìn)行了測(cè)序。
      

      茶樹(shù)基因組測(cè)序
      

      茶葉是世界上最古老的(自公元前3000年以來(lái))和最受歡迎的含咖啡因的飲料，具有巨大的經(jīng)濟(jì)，藥用和文化重要性，在160個(gè)國(guó)家超過(guò)30億人的社交和習(xí)慣消費(fèi)。
      

      茶樹(shù)是商業(yè)種植的茶的源極和所述的構(gòu)件屬山茶(家庭山茶科)，其中包含100個(gè)種類-包括幾個(gè)其他經(jīng)濟(jì)上重要的物種，例如公知的山茶花與他們有吸引力的花(大蠶蛾，C. reticulata和C. sasanqua)和傳統(tǒng)的油樹(shù)C. oleifera。
      

      由中國(guó)昆明植物研究所植物遺傳學(xué)家李智智博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)云南10號(hào)的基因組進(jìn)行了測(cè)序，云南10號(hào)是一種二倍體精英品種C. sinensisvar。阿薩米卡在中國(guó)西南地區(qū)廣泛種植。
      

      “我們已成功測(cè)序并組裝了20多種植物基因組。但是這個(gè)基因組，即茶樹(shù)基因組，很難實(shí)現(xiàn)，“高博士說(shuō)，他是2017年5月1日發(fā)表在分子植物雜志上的一篇關(guān)于這項(xiàng)研究的論文的通訊作者。
      

      茶樹(shù)基因組結(jié)果比最初預(yù)期的要大得多：長(zhǎng)度為30.2億個(gè)堿基對(duì)，是咖啡植物基因組大小的四倍多，比大多數(shù)測(cè)序植物物種大得多。
      

      使圖片進(jìn)一步復(fù)雜化的事實(shí)是許多這些基因是重復(fù)的或接近重復(fù)的。
      

      高博士和共同作者估計(jì)，茶樹(shù)基因組中超過(guò)一半的堿基對(duì)(67%)是反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子序列的一部分，或者是“跳躍基因”，它們將自己復(fù)制并粘貼到不同的位置?；蚪M無(wú)數(shù)次。
      

      大量的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子導(dǎo)致茶樹(shù)基因組大小的顯著擴(kuò)大，并且可能包括抗病病毒的許多，許多重復(fù)的某些基因。
      

      研究人員認(rèn)為，這些“擴(kuò)大的”基因家族必須幫助茶樹(shù)適應(yīng)不同的氣候和環(huán)境壓力，因?yàn)椴铇?shù)在廣泛的氣候條件下在幾個(gè)大陸上生長(zhǎng)良好。
      

      由于大部分逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的復(fù)制和粘貼似乎最近都發(fā)生在茶樹(shù)的進(jìn)化史上，因此作者認(rèn)為至少有一些重復(fù)是對(duì)栽培的反應(yīng)。
      

      以前的研究表明，茶的大部分味道都?xì)w功于一組被稱為黃酮類的抗氧化劑，這些分子被認(rèn)為可以幫助植物在環(huán)境中生存。
      

      其中一種稱為兒茶素的苦味黃酮類與茶味特別相關(guān)。兒茶素和其他黃酮類化合物的水平因山茶花種類而異，咖啡因也是如此。
      

      高博士和他的同事們發(fā)現(xiàn)，中華鱉的葉子不僅含有高水平的兒茶素，咖啡因和黃酮類化合物，而且還含有多種能產(chǎn)生咖啡因和黃酮類化合物的基因。
      

      咖啡因和類黃酮如兒茶素不是蛋白質(zhì)，因此不直接在基因組中編碼，而是茶葉中的遺傳編碼蛋白質(zhì)制造它們。
      

      所有山茶屬物種都有產(chǎn)生咖啡因和類黃酮的途徑的基因，但每個(gè)物種都表達(dá)不同水平的基因。
      

      這種變化可以解釋為什么C. sinensis葉子適合制作茶葉，而其他山茶花種類的葉子則不適合。
      

      “對(duì)25種山茶屬物種進(jìn)行的比較研究表明，大多數(shù)類黃酮和咖啡因 - 而不是茶氨酸相關(guān)基因的高表達(dá)水平有助于提高兒茶素和咖啡因的產(chǎn)量，從而提高茶葉加工適應(yīng)性和茶葉品質(zhì)，”科學(xué)家表示。
      

      “這些新發(fā)現(xiàn)為特征性生物合成途徑的進(jìn)一步代謝組學(xué)和功能基因組改良鋪平了道路，并將有助于開(kāi)發(fā)更多樣化的茶味，最終能夠滿足并吸引全世界更多的茶飲用者。”
      
			

			
        
      
			
      
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