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历时近5年,福建名茶铁观音基因密码破解了
发布时间:2021-7-22 来 源:漳海茶协


△尤民生教授的科研团队(左一是张兴坦,右一是施龙清,右四是尤教授)。


徒步原始雨林,深入人迹罕至高原,忍受高海拔缺氧……在福州有这么一群科学家,历时近5年,在全国各地采集野生茶树样本,并自主开发两套“算法”,最终破解福建名茶铁观音的基因组,解析了茶树演化和人工驯化史。前几日,国际顶级学术期刊《自然遗传》向世界公布了他们的重大突破。


他们就是福建农林大学尤民生教授的科研团队,大多由“85后”科学家组成。他们的研究“追溯了铁观音遥远的过去,预测了不久的将来”,为产出品质更好的铁观音,打开一扇大门。


01

历时近5年破难题


7月15日伦敦时间下午4点,《自然遗传》准时在线上发布福建农林大学等国内外多所高校、机构的科学家共同的科研成果——成功破解铁观音基因组。


《自然遗传》是全球顶级权威期刊之一,其影响因子高达38分(“影响因子”是国际上衡量研究论文影响力的指标,一般10分以上就是顶级期刊)。


据了解,该科研项目由尤民生教授和中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所张兴坦研究员主持,联合国内外多所高校、机构的科学家共同合作。论文共同第一作者除张兴坦外,还有福建农林大学硕士研究生陈帅、福建省农科院水稻所施龙清博士、中国农科院烟草研究所龚达平研究员。


“我们是在2017年确定的课题,历时近5年。”尤民生教授介绍。他是全球最早破译小菜蛾基因组,荣获过9项国家和省部级科技成果奖的科学家,目前任闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室主任,数十年来一直在福建农林大学任教。


之所以选择铁观音作为研究对象,尤教授说,茶树是重要经济作物,它起源于中国并在世界产生重要影响。近年来,随着基因测序技术的发展,多个茶树全基因组物理图谱被破译,但仍缺乏对乌龙茶之首铁观音基因组的研究。作为福建人,他希望通过科研技术助力家乡名茶铁观音“重振雄风”。


02

一场科学的“算命”


“在破解铁观音基因组的基础上,我们解析了该物种的演化和人工驯化史,这可以为缩短茶树的育种周期、提高育种效率、降低育种成本提供科学依据。对于茶农而言,意味着可以提高茶树产量、茶叶品质。对于市民而言,则意味着能喝到更安全、品质更好的铁观音。”尤教授生动解释,基因组好比学英文的人需要一本英文词典,当遇到不认识的单词时,可以随时查阅。


34岁的张兴坦是植物学博士。2015年,他进入福建农林大学从事科研与教学工作,从2017年课题开启,他便一头扎进研究工作中。他告诉记者,破解基因组其实就是给铁观音进行一场科学的“算命”,“追溯了铁观音遥远的过去,预测了不久的将来”,具有重要意义。


有着300多年栽培历史的铁观音,在长期无性繁殖下,积累大量“有害突变”,会导致品种退化,容易有病虫害等。而破解基因组,有利于通过杂交育种或现代分子育种技术,消除这些“有害突变”,维持铁观音优良品质。此外,如何选择“害虫不爱吃”“不容易生病”的铁观音良种,基因组也起到重要作用,这样有利于解决茶叶农残、重金属超标的问题。


03

自主开发两套“算法”


破解铁观音基因组,绝非易事。尤教授说,这个过程就像是在黑暗中不断摸索,穷尽智慧,寻找一个未知的结果。


近5年来,科学家们为了收集足够全面的样品,去过浙江、云南、江西、贵州、湖南……而比起在茶园里采样,野生铁观音的采样过程艰难得多。


野生茶树零散分布,大都在人迹罕至的深山老林里。张兴坦、施龙清等人曾自驾到西藏墨脱寻找野生茶树,队里一名研究生在野外采样时感染恙虫病。去年夏天,为了补充样品,他们深入云南原始雨林寻找野生茶树。“雨林里不仅容易迷路,而且到处是毒虫。”施龙清回忆,就是在这样的环境下,他们取得了野生茶树的样本,没有人中途放弃。


在实验室里,同样困难重重。


张兴坦介绍,茶树是一种高度自交不亲和的植物,它的基因组十分庞大,而且高度杂合,组装难度极高。为此,他们自主开发了两套“算法”,在数不清的失败和一次次重来中,成功拼接了两套铁观音基因组。


目前,这支团队在尤教授的带领下,谋划了新的科研蓝图,计划建立一个分子育种平台、一支育种队伍,通过“智能育种”把基因组的成果落到实处,助力茶企,造福茶农,为百姓带来更高品质的茶叶。


来源:福州新闻网

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