高连明研究组和李德铢研究组在非洲茶树种质资源遗传评价和茶树品种选育历史方面取得新进展

茶是世界上最受欢迎的三大无酒精饮料之一，目前在全球52个国家种植。非洲从19世纪引种栽培，现在已成为全球三大茶叶种植和生产中心之一。茶产业已成为非洲东部很多国家的主要经济作物和外汇来源。尽管茶在非洲是重要的经济作物，但目前有关非洲茶树资源的遗传背景和茶树品种的培育历史并不清楚。

近日，中国科学院昆明植物研究所高连明研究员和李德铢研究员共同指导的肯尼亚籍博士研究生Moses C. Wambulwa及合作者基于23对核基因组微卫星（SSR）标记和3个叶绿体片DNA段对采自非洲8个国家280份茶树种质资源开展了遗传资源评价和栽培历史研究。研究发现，非洲栽培茶树资源的遗传多样性（Hs = 0.652）相对亚洲主要产茶国中国和印度的遗传多样性低，可能是由于非洲的茶树品种从少数引种的祖先品种中选育而来；非洲茶树主要包括了产中国小叶茶和产印度阿萨姆大叶茶两种类型，印度阿萨姆大叶茶是主要的栽培茶树类型，而产中国小叶茶通常作为茶树品种培育的种质资源。在非洲的栽培茶树品种中有近40%被鉴定为杂交来源，表明人工杂交可能是非洲茶树品种选育的重要方式；除茶树本身外，山茶属的部分物种（主要是茶组的物种）可能也参与了非洲茶树品种的选育。在非洲茶树栽培早期，可能有两个茶树的驯化和培育中心，分别位于非洲南部（Tea Research Foundation of Central Africa, TRFCA））和非洲东部（Tea Research Foundation of Kenya, TRFK），培育出了很多适应本地生长的优良茶树品种，而且部分茶树品种在相近的国家间共存，可能时常发生国家间的品种交换或扩散。此外，基于核基因组分子标记和叶绿体基因组分子标记推断出了多个杂交品种的亲本来源。本研究将对今后非洲茶树新品种的选育具有重要的指导意义。研究结果以“Genetic Relationships and Breeding Patterns of the African Tea Germplasm Based on nSSR Markers and cpDNA Sequences”为题发表于植物学国际主流学术期刊Frontiers in Plant Science (http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01244/full?&ut )。

此外，Moses C. Wambulwa等还利用23对核基因组微卫星标记对非洲东部的193份茶树资源（保存于肯尼亚茶树研究所种质圃）开展了遗传资源评价分析，研究发现：基于形态性状鉴定的部分茶树样品存在错误鉴定，分子标记可以纠正形态学的鉴定错误；非洲东部的大叶茶遗传多样性较低，传统上鉴定为柬埔寨茶“C. assamica subsp. lasiocalyx”的茶树类型实际上是大叶茶和小叶茶之间杂交产生的茶树品种，并不是独立的茶树类型。在193份茶树样品中，很多茶树列系（品种）可能从其单一祖先品种中选育而来，而且多个茶树品种来源于不同品种间的杂交；这些杂交品种绝大部分为杂交F2代或回交后代，而且通常以大叶茶作为母本。该研究是首次基于大规模取样对非洲东部茶树资源的遗传评价分析，研究结果对非洲东部重要产茶国茶树资源的迁地保护和新品种培育均具有重要意义。研究结果以“Nuclear microsatellites reveal the genetic architecture and breeding history of tea germplasm of East Africa”为题发表在国际林学研究领域主流学术期刊Tree Genetics & Genomes (http://link.springer.com/article/10.1007/s11295-015-0963-x )。

以上研究得到了国家自然科学基金委员会国际（地区）合作与交流项目（31161140350）的资助。

图1 基于23对核基因组微卫星标记的STRUCTURE遗传分组分析（K = 2, 3 , 4）

图2 基于3个叶绿体DNA片段对84份茶树样品构建的邻接树