安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春教授研究团队,联合深圳华大基因等相关研究团队,破解了中国种茶树的全基因组信息,相关成果发表于《美国科学院院刊》上,标志着我国茶树生物学基础研究取得原创性重大突破。茶树基因组的破译将推动茶组植物基因组进化、茶树起源和遗传多样性、茶叶特征性次生代谢物形成机理等重大基础生物学问题的研究。
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安徽农业大学以茶树基因组图谱为框架,整合了24种山茶属植物共计97个转录组、代谢组、甲基化组、种质资源以及大量生物和非生物胁迫基因表达谱数据,通过基因表达和代谢物分布模式的相关性建立起各数据之间的联系,系统构建了全面的茶树基因组学与生物信息学平台,实现了茶树组学大数据的整合与共享。该平台集成了多种生物信息学工具(如功能富集分析、相关性分析、分子标记开发、引物设计、序列比对等),有助于研究者快速检索以及深度挖掘数据库中丰富的组学数据并实现可视化。
酯型儿茶素是导致茶叶味苦的主要原因,但这一类型儿茶素是如何合成的,长期困扰着学界。安徽农业大学经过艰苦的攻关研究证实,有两种酶在酯型儿茶素形成过程中起关键作用,这是学界首次发现酯型儿茶素合成的关键酶,证实了儿茶素合成途径的存在。由此可通过调节基因表达和酶活性,影响酯型儿茶素的合成量,从而对茶叶苦涩味进行调控。芳樟醇和橙花叔醇是决定茶叶花甜香的关键物质。研究发现,茶树萜类合成酶基因在茶树叶片和花中,通过转录过程中的再加工,生成了功能有别的两个转录本,分别催化芳樟醇和橙化叔醇的生物合成。可利用这一原理,通过应用不同逆境信号物质,调节芳樟醇和橙花叔醇的生物合成,从而达到改善茶叶香气品质的目的。研究还揭示了β-葡萄糖苷酶在茶叶香气形成中的重要作用,从理论层面揭示了茶叶香气形成机理,这些研究都为生产环节提升茶叶香气和口感提供了现实途径。