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研究發現:海南島茶樹是獨特的茶種變異品系

茶(學名:Camellia sinensis),三千多年前發源於中國,從一味草藥逐漸演變成廣受歡迎的飲品。儘管不少研究聚焦在中國西南地區的茶樹,但海南島的茶樹卻鮮少受到關注。海南茶與阿薩姆茶(Camellia sinensis var. assamica)極為相似,再加上海南島獨特的地理和氣候條件,使得探究海南茶的相關研究困難重重。一項新研究彌補了這一空白,研究人員從海南收集了500份茶樹樣本,運用全基因組重測序技術,探究海南茶與栽培茶種之間的差異。

郭等人確認了海南茶在茶種(Camellia sinensis)中的獨特分類地位,為資源保育和分子育種提供了寶貴見解。圖片出處:Lin2015。

茶是中國有史可考最早的樹木作物,馴化歷史超過三千年。

茶最初作為草藥使用,其歷史可追溯至近五千年前,後來才演變成廣為人們喜愛的飲品。

在全球範圍內,栽培茶樹主要分為兩大類:中國種(Camellia sinensis var. sinensis)和阿薩姆種(Camellia sinensis var. assamica) 。

海南島位於南海北部,茶樹種植歷史悠久,種植面積廣闊。

清朝末年就有關於海南島茶樹資源豐富的記載。

例如,美國傳教士兼植物學家亨利(Benjamin Couch Henry)在深入探訪海南黎族聚居區時,發現了大量野生茶樹,證實了海南島古茶樹資源的豐富。

由於雲貴高原被普遍認為是茶的可能起源地,大多數茶樹種群基因組學研究的樣本都來自中國西南地區,尤其是阿薩姆茶品種,使得海南島茶樹的研究相對匱乏。

「我們的研究釐清了海南茶的分類地位,強調了保育和分子育種工作的重要性。」 雲南農業大學研究員郭大中及其同事表示。

在這項研究中,作者對從海南四大產茶區(樂東、瓊中、白沙和五指山)收集的500份茶樹樣本(包括古茶樹樣本)進行了基因組測序。

他們共獲得6.9TB的原始測序資料,經過過濾和與參考基因組(雲抗10號)比對,最終平均比對率達到98.98%。

在變異檢測後,共鑑定出32,334,340個單核苷酸多型性(SNP),其中大多數位於基因間區域,少部分位於外顯子區域。

利用SNP資料進行的系統發育分析顯示,海南茶樣本形成了一個獨特的類群,與全球的中國種和阿薩姆種茶樹分開。在黎母山地區有明顯的地理聚集性,但在其他地區則無明顯規律。

種群結構分析進一步證實,與全球品種相比,海南茶具有獨特的遺傳組成。

主成分分析(PCA)也支援了這些發現,表明海南茶在遺傳上與中國種和阿薩姆種茶樹不同,儘管它與全球阿薩姆種茶樹有一些遺傳相似性。

此外,基因流分析表明,海南茶與其他茶品種之間的歷史遷移有限,進一步證明瞭其獨特的遺傳血統。

親緣關係分析表明,某些海南茶樣本中觀察到的密切遺傳關係,受到人工管理茶園中人力活動的影響。

遺傳多樣性分析顯示,海南和黎母山種群的多樣性水平高於中國種和阿薩姆種茶樹,海南茶和黎母山茶之間的遺傳分化極小。

這些結果凸顯了海南茶獨特的演化歷程,為其遺傳背景提供了寶貴見解,也為保育和育種策略提供了重要啟示。

海南茶的遺傳獨特性和高多樣性,凸顯了它作為未來育種計劃寶貴資源的潛力。

「我們的研究讓人們對茶種(Camellia sinensis)的演化有了更深入的理解,也為進一步研究海南非凡植物生命的遺傳基礎奠定了基礎。」研究人員表示。

他們的論文發表在《農業生物多樣性》期刊上。

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郭大中等人 2024年。基因組重測序揭示了一個獨立起源的茶種變異品系——海南茶。《農業生物多樣性》1(1):3 - 12;doi: 10.48130/abd - 0024 - 0003