油茶遺傳密碼成功破譯傳統育種邁向基因組育種

油茶是我(wǒ)國特有的木本油料作物(wù)，栽培和食用曆史距今已有2300多年。近，中(zhōng)國林業科學研究院亞熱帶林業研究所的科學家們成功破譯其遺傳密碼，并組裝了全球染色體(tǐ)級别高質量油茶基因組，揭示了油茶物(wù)種進化曆史。相關成果于1月10日在線發表于國際著名期刊《基因組生(shēng)物(wù)學》。

據統計，我(wǒ)國現有油茶種植面積7000萬畝，年總産值1200億元左右。茶籽油富含不飽和脂肪酸，具有很高的保健價值，被譽爲“液體(tǐ)黃金”。然而，油茶童期長，從開(kāi)花到果實成熟需要整1年，業界形象稱之爲“抱子懷胎”，等等這些特性一(yī)直導緻育種年限長、新品種選育緩慢(màn)，嚴重阻礙了産業發展。

此外(wài)，研究還發現，油茶基因組具有雜(zá)合率高、重複序列占比大(dà)的特點，這爲基因組組裝帶來了巨大(dà)挑戰。爲此，經過四年多努力，通過三代測序技術，研究人員(yuán)成功組裝了全球染色體(tǐ)級别的高質量油茶基因組圖譜，并利用控制雜(zá)交的群體(tǐ)建立了高密度的遺傳标記連鎖圖譜，對組裝的基因組圖譜進行了校正。這一(yī)研究結果，如同打開(kāi)了油茶生(shēng)命活動的“黑匣子”，爲未來解析油脂産量、品質、功能性成分(fēn)及抗性等重要性狀的分(fēn)子基礎提供了重要支撐。

爲了進一(yī)步探究油茶的“身世”，研究團隊通過分(fēn)析發現，油茶基因組共發生(shēng)兩次全基因組複制事件，山茶屬形成後并沒有再發生(shēng)全基因組複制。區别于以葉用爲目的的茶和以觀賞爲目的的山茶，在長期的人工(gōng)選擇作用下(xià)，油茶進化成以種子油脂爲主要栽培目的的木本油料樹(shù)種，這解開(kāi)了油茶物(wù)種的起源和演化機制的奧秘。

那麽，油茶油脂性狀是如何實現馴化的？研究人員(yuán)進一(yī)步發現，在油茶基因組中(zhōng)，油脂代謝通路中(zhōng)有多個基因受到了顯著的人工(gōng)選擇。基于此，團隊首次構建了油茶油脂性狀早期選擇技術體(tǐ)系，有望有效縮短油茶育種周期，提高油茶育種效率。接下(xià)來，研究團隊還将在二倍體(tǐ)油茶基因組的基礎上，進一(yī)步解析多倍性油茶種質資(zī)源的基因組，挖掘和鑒定油脂産量與品質、重要功能性成分(fēn)等性狀的主效基因或基因型，開(kāi)展重要經濟性狀的分(fēn)子标記輔助精準預測。

中(zhōng)國科學院院士錢前評價認爲，油茶基因組的破譯，有效促進了對油茶油脂合成調控的解讀，實現了油茶從傳統育種向基因組育種的跨越，開(kāi)啓了油茶精細育種時代，并爲分(fēn)子設計高産抗性強的油茶新品種提供了基礎。

作者：農民日報‧中(zhōng)國農網記者 朱海洋