岩茶：岩韵（滋味）形成机理综述11金立成多拷贝的咖啡因和黄酮类生产基因让茶叶别具风味了解茶树基因与近亲的区别可能有助于茶叶种植者弄清楚什么使
茶树叶子如此特别。山茶属植物有100余种，但只有两大品种(C.sinensis.var.assamica和C.sine
nsisvar.sinensis)的叶子适合制茶，而茶花、油茶和金花茶等非茶组植物的叶片不适合。高立志研究员解释说：“茶叶有各种
风味，但神秘的是什么决定了茶叶的风味？或者什么是这些风味的遗传基础？”以前的研究表明，茶叶富含一种叫做类黄酮的抗氧化剂，这种物质被
认为是帮助植物在其环境中生存的分子。其中一种苦味的类黄酮叫儿茶素，与茶味有关。儿茶素和其他黄酮类化合物在茶树各品种中含量不同，咖啡
因含量也不同。高立志研究员的团队发现，茶树的叶子不仅含有高含量的儿茶素、咖啡因和黄酮类化合物，而且还含有产生咖啡因和黄酮类化合物的
基因的多个拷贝。25种山茶属植物重要代谢途径的进化差异咖啡因生物合成的进化咖啡因和比如儿茶素的类黄酮不是蛋白质（因此不直接编码在基
因组中），但茶叶基因编码的蛋白质可以制造它们。所有山茶属植物都有咖啡因和类黄酮产生途径，但每个物种在不同的层次上表达这些基因。这种
变化也许可以解释为什么茶树的叶子适合泡茶，而茶组以外其他山茶属的叶子却不适合。2茶树基因组大量重复序列让组装工作超过5年研究结果显
示在茶树基因组中超过一半的碱基对（67%）是反转录转座子序列，具有无数次复制和插入到基因组不同位点的能力。大量的转座子导致茶树基因
组规模急剧扩张，某些基因（包括抗病的）可能是很多次的重复。研究人员认为，这些“扩张”的基因家族能够帮助茶树适应不同的气候和环境压力
，因为茶树在各种气候条件下都生长良好。因为大量的转座子复制和插入似乎发生在茶树的进化史上相对是最近的时间上，研究人员认为至少部分的
重复是由于人工培养造成的。然而，这些大量的重复序列也让茶树基因组的组装变得很艰难，众所周知基因组的组装超过了5年，尽管高立志研究员
的团队已经成功地测序和组装了二十多个植物基因组。茶树基因组和基因家族的进化另一方面，茶树基因组比原先预期的要大得多。在30亿200
0万个碱基对的长度上，茶树基因组的大小是咖啡基因组的四倍，远远大于大多数已测序的植物物种。科学家必须复制成千上万的基因组片段，对它
们进行测序，并识别出现在多个片段中的重叠序列。这些重叠序列成为以正确的顺序将片段连接起来的标记。然而，当基因组本身包含的序列重复数
百或数千次的话，这些测序形成的重叠末端序列就会消失在无数重复片段群里。就像组装一个上百万件的拼图，其中几乎所有的中间部分看起来好像一模一样。 |
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