Abstract

背景回顾：Tea plant is an important economic crop, which produces the world’s oldest and widely consumed tea beverages. 

主要成果：We here present a high-quality reference genome of the tea plant (Camellia sinensis var. sinensis) consisting of 15 pseudo-chromosomes, 70.38% of which are LTR retrotransposons. 

结果-1. 重复序列：We show the evidence that LTR-RTs play critical roles in the genome size expansion and transcriptional diversification of tea plant genes through preferential gene insertions in promoter regions and introns.

结果-2. 萜类合酶：Genes, particularly those for terpene biosynthesis, associated with tea aroma and stress resistance are significantly amplified forming gene clusters through recent tandem duplications in the tea plant genome. 

结果-3. 群体重测序：Phylogenetic analyses of the sequences of 81 tea plant accessions of diverse origins revealed three well-differentiated tea plant populations, supporting the proposition for the southwest origin of the cultivated tea plants in China and its later spreading to western Asian through introduction.

结果-4. 驯化、育种：Domestication and modern breeding left significant signatures on hundreds of genes in the tea plant genome, particularly those associated with tea quality and stress resistance.

总结展望：The genomic sequences of the reported reference and resequenced tea plant accessions provided valuable resources for future functional genomic and breeding research of tea plants and understanding the genome evolution of flowering plants.

摘  要

茶树是一种重要的经济作物，其提供了世界上最古老的、并在全球范围消费的茶饮料。本文中，作者报道了中国种茶树栽培种“舒茶早”的高质量参考基因组。该基因组由15个拟染色体组成，其中70.38%的序列是由LTR逆转座子构成。作者的研究显示LTR-RTs在茶树的基因组扩张中发挥重要作用，并且通过插入基因的启动子区域和内含子作用于茶树基因的转录分化。与茶香气及胁迫抗性相关的萜类合酶编码基因在茶树基因组中通过近期的串联重复显著扩张，形成基因簇。对于来源不同的81份茶树材料的系统演化分析显示这些材料可以聚成三个不同的茶树群体，表明栽培种茶树起源于中国的西南地区，而后通过引种传播到西亚地区。茶树基因组上有数百个基因存在驯化和现代育种的信号，尤其是与茶质量和胁迫抗性相关的基因。本文所报道的茶树基因组及81份茶树材料的重测序数据为未来茶树的功能基因组和育种研究提供了宝贵的资源，同时也为进一步理解有花植物的基因组演化提供基础。

Further Information

该基因组是宛晓春课题组自2018年发表的“舒茶早”茶树基因组草图（DOI: 10.1073/pnas.1719622115）后的又一力作，在前期的组装基础上，又融合了SMRT和Hi-C数据进一步将中国茶的基因组挂载到15条拟染色体上。茶树主要有两个栽培种品种，一个就是本文所报道的Camellia sinensis var. sinensis（CSS，中国种），另一个是Camellia sinensis var. assamica（CSA，阿萨姆种)。其中，阿萨姆种茶树（无性系“云抗10号”）基因组于2017年由中国科学院昆明植物研究所高立志研究员领衔的团队破译，发表在Molecular Plant杂志上（DOI: 10.1016/j.molp.2017.04.002）。值得一提的是，与本文一道高立志研究组同期在MP上以Correspondence形式发表了中国种茶树栽培种“碧云”的基因组（DOI: 10.1016/j.molp.2020.04.009）。