g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Araştırmacılar çay bitkisinin genomunu ilk kez başarıyla deşifre etti

Çay, dünyadaki en eski ve en çok tüketilen kafeinli meşrubattır.Şu anda dünya genelinde 160'tan fazla ülkede 3 milyar insan çay içmekte ve çayı seviyor. Çay ağacının genellikle Yunnan, Siçuan ve Çin'in diğer yerlerinde ortaya çıktığına inanılır; Çin kültürünün habercisi olarak, Çin'den dünyanın geri kalanına yayılan binlerce yıllık çay boyunca, dünya çapında 100'den fazla ülkenin farklı kültürleriyle tanışmıştır. , Yeryüzünde karmaşık ve harika bir çay kültürünün gelişmesi. Büyüleyici aroma ve hoş tada ek olarak çay, polifenoller, teanin, kafein, vitaminler, aromatik yağlar ve mineraller gibi birçok karakteristik bileşen içerir ve çay içeceklerini tıp ve sağlık açısından paha biçilmez kılar. değer. Günümüzde çay ağaçları, dünyanın tüm kıtalarında 3,8 milyon hektardan fazla araziye ticari olarak ekilmektedir; örneğin, 2014 yılında dünyanın çay üretimi 5,56 milyon tona ulaşmıştır. Çay sadece Çin'de değil, aynı zamanda çok büyük ekonomik, tıbbi, Bilimsel araştırma ve kültürel değer.

Dünyanın üç büyük içecek tesisinde bulunan kahve ve kakao genomları, Avrupa ve Amerika ülkeleri tarafından sıralandı. Çin Bilimler Akademisi, Kunming Botanik Enstitüsü'nde araştırmacı olan Gao Lizhi liderliğindeki bitki germplazması, genomik ve biyoinformatik araştırma ekibi, gen kütüphanesi ve dizileme gibi anahtar deneysel teknolojilerdeki ustalıkla Çay Bitkisi Genom Projesini 2010 yılında uluslararası düzeyde başlattı. Genom sekans ekleme, açıklama ve analiz gibi bir biyoinformatik platformunun inşası, yüksek heterozigotluk, yüksek tekrarlama ve büyük genom ile çay bitkisi genom sekanslama problemlerinin üstesinden geldi.Güney Çin Tarım Üniversitesi, Yunnan Ziraat Üniversitesi, Guangdong Tarım Bilimleri Akademisi ile çalıştı. Liaoning Normal Üniversitesi, Yunnan Çay Bilim Araştırma Enstitüsü, Jinhua Uluslararası Kamelya Bahçesi, Huazhong Tarım Üniversitesi ve Washington Üniversitesi'nin ilgili araştırma ekipleri, Camellia sinensis var. Assamica Yunkang'ın uluslararası yetiştiriciliğinde başı çekmiştir 10 No. nükleer genomun dizilenmesi ve birleştirilmesi, yaklaşık 3.02 milyar baz çifti yüksek kaliteli genomik referans dizisi elde etti ve 36.951 protein kodlama genini açıkladı.

Çalışmalar, çay bitkisi genomunun, tüm genomun yaklaşık% 80.9'unu oluşturan, son derece yüksek tekrarlayan sekans içeriği içerdiğini göstermiştir; son 50 milyon yılda, çay bitkisi genomundaki uzun terminal tekrarlarının retrotranspozon ailesi çok sayıda salgın yaşadı. Uzun vadeli ve yavaş amplifikasyonları, ancak etkili bir DNA silme mekanizmasının olmamasıyla birleştiğinde, çay bitkisi genomu çok büyük hale geldi; Çalışma, en büyük uzun terminal tekrarlı retrotranspozon ailesinin çay bitkisi genomunun yaklaşık% 36.79'unu oluşturduğunu buldu. Bitki genomunda 50 milyon yıldır genişleyen ve hayatta kalan uzun terminal tekrarlarından oluşan tek bir retrotranspozon ailesinin ilk raporu. Çalışma ayrıca son zamanlarda çay bitkilerinde genom çapında bir çoğaltma olayının meydana geldiğini buldu; flavonoidler, terpenoidler ve diğer biyosentetik ile ilgili gen aileleri gibi çay bitkisi genomundaki çayın aroması, tadı ve kalitesi ile ilgili gen ailelerinin önemli ölçüde çoğaldığı; flavonoidlere katılmanın yanı sıra ve Çay bitkisinin çevresel adaptasyonunu teşvik edebilen terpenoid biyosentetik gen ailelerinin büyük genişlemesine ek olarak, güçlü doğal seçilimin, biyolojik ve abiyotik olumsuzluklara direnen çay bitkisi dirençli gen ailelerinin büyük büyümesini teşvik ettiği ve çay bitkilerinin neden küresel olarak yayılabileceğini açıkladığı keşfedildi. Asya, Afrika, Avrupa, Kuzey Amerika, Güney Amerika ve Okyanusya'da farklı iklim koşulları altında çeşitli habitatlarda yaygın olarak ekilerek dünya çapında bir içecek fabrikası haline gelmiştir.

İçinde çay ağaçlarının bulunduğu 119 kadar Kamelya bitkisi türü vardır.Önemli ama uzun vadeli bir bilmece, neden çay bitkilerinin yapraklarının çay yapımına uygun olduğu ve meşhur kamelya, kamelya ve altın kamelya gibi çay bitkilerinin yapraklarının uygun olmadığıdır. İçmek. Araştırma ekibi, üç ana karakteristik bileşeni (kateşinler veya çay polifenolleri, teanin ve Kafein) fitokimyasal bileşenlerin karşılaştırmalı bir analizini yaptılar ve çay ağaçlarının ve diğer çay bitkilerinin, çay polifenollerinin (EGCG, EGC, C, C) karakteristik bileşenleri gibi çay dışı türlerden farklı olan çay polifenolleri ve kahve açısından zengin olduğunu buldu. EC ve ECG içeriği, çay grubu türleri arasında büyük ölçüde farklılık gösterir, ancak çay grubu türlerinden önemli ölçüde daha yüksektir, teanin içeriğinde önemli bir fark yoktur, bu da çay polifenollerinin ve kafeinin yüksek içeriğinin Kamelya bitkilerinin enerjisini belirlediğini gösterir. Çay yapımına ve çay aromasına uygun olup olmadığı. Çay bitkisi genomunda elde edilen çay polifenolleri, teanin ve kafeinin biyosenteziyle ilgili gen dizilerine dayanarak, araştırma ekibindeki karşılaştırmalı genomik çalışma, çay grubu ve çay dışı grup türlerin çayın karakteristik bileşenlerinin biyosentezini paylaştığını buldu. İlgili genler, çay bitkilerinin üç karakteristik bileşeninin biyosentetik yollarının, Kamelya bitkilerinin ortak atasında yaklaşık 6,3 milyon yıl önce oluştuğunu ve bugüne kadar oldukça korunduğunu göstermektedir.

Çalışma ayrıca transkriptomikleri karşılaştırdı ve çay bitkilerinde çay polifenollerinin ve kafeinin biyosenteziyle ilgili anahtar genlerin ekspresyon seviyelerinin, çay olmayan bitkilerdekinden önemli ölçüde daha yüksek olduğunu, ancak teanin biyosentezi ile ilgili genlerin ekspresyon modellerinin olduğunu buldu. İkisi arasında bariz bir fark yoktur, bu da çay polifenollerinin ve kafein metabolizması yolağıyla ilişkili genlerin farklı ekspresyon modellerinin, Camellia'nın bir çay içeceği olarak uygunluğunu, çayın kalitesini ve tadını; çay polifenolleri ve kahveyi belirlediğini gösterir. Metabolik yollarla ilgili genlerin ekspresyonundaki büyük fark, çeşitli çay aromaları oluşturan çay grubunun farklı türlerinde çay polifenollerinin ve kahvenin farklı zenginleşmesine yol açmıştır. Araştırmalar, çay bitkilerinin yabani akrabaları olan kalın eksenli çayın çok yüksek çay polifenolleri içerdiğini ancak çok düşük kafein içerdiğini ve yeni çay ağacı çeşitleri yetiştirmek için büyük potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.Çay grubundaki ekili çay ağaçlarının yabani akrabaları kaynaklar bakımından zengindir. Mükemmel yeni gen, gelecekteki çay kalitesinin iyileştirilmesi için büyük bir hazine evidir.

Üç ana içecek bitkisinin karşılaştırmalı genomik analizi yoluyla, kahveye göre, kafein biyosentetik yolunun çay bitkilerinde ve kakaoda bağımsız olarak evrimleştiği bulundu; bu açık bir şekilde kahve genomu tarafından bildirilen kafein biyosentetik yolunun birlikte evriminin keşfi ile ilgilidir. yapma. Daha ileri analizler, çay bitkilerinin ve diğer kamelya bitkilerinin kafein biyosentetik yolağının kakaodan kaynaklanmış olabileceğini, ancak daha sonra ilk olarak çay bitkilerinin kafein biyosentetik yolunun yakın zamandaki hızlı ve bağımsız evrimini doğrulayan bağımsız bir evrim yaşadığını ortaya çıkardı.

Çay bitkilerinin yüksek kaliteli bir genom haritasının başarılı bir şekilde çizilmesi, çayın uygunluğunu, lezzetini ve kalitesini ve çay bitkilerinin küresel ekolojik uyumluluğunu belirleyen genetik temeli ortaya çıkarır.Çay bitkisi fonksiyonel genomiklerinin araştırılmasını ve mükemmel yeni genlerin keşfini büyük ölçüde hızlandıracak ve çay kalitesinin iyileştirilmesini hızlandıracaktır. Ve yeni çeşit çay ağaçlarının yetiştirilmesine uyum sağlayın.

Kuşkusuz, Camellia cinsindeki ilk genomun edinilmesi, Camellia cinsi üzerinde karşılaştırmalı genomik araştırmalarının geliştirilmesine, Camellia cinsinin genomunun ve genlerinin evrim yasalarının tam olarak anlaşılmasına yardımcı olacak ve dünyadaki en büyük dört odunsu yağ bitkisinden birini büyük ölçüde teşvik edecektir. Dünyanın en ünlü on çiçeğinden biri olan Camellia oleifera'nın ve "Bitki Dev Panda" olarak bilinen Camellia'nın genetik ıslahı. Geniş ölçekli kapsamlı bir fitokimya, transkriptom ve fonksiyon veri tabanının oluşturulması, çay bitkilerindeki karakteristik biyosentetik yolların metabonomisini ve fonksiyonel genomik analizini büyük ölçüde teşvik edecek ve dünya çapında giderek daha fazla çay tadımcısını teşvik edecek ve çekecektir. Çeşitli çay aromaları ile yeni çay bitkileri türleri yetiştirin. Piyasadaki yabani, antik çay ağaçlarından yapılan çayın yüksek fiyatı, bu değerli doğal kaynakların çok ciddi zarar görmesine neden olmuştur.Çay ağaçlarının yüksek kaliteli genom dizilerinin ve büyük miktarda transkriptom mutasyon verilerinin elde edilmesi, dünya çapında yabani çay ağaçlarının genetik kaynaklarını teşvik edecektir. koruma. Çay ağacı genom haritasının tamamlanması, eşsiz teknolojik ve kültürel cazibesi ile Kuşak ve Yol a kesinlikle yardımcı olacaktır ve yeni yıllarda çayı Çin kültürünü tekrar dünyaya taşımak için taşıyıcı olarak kullanacaktır.

Yukarıdaki sonuçlar, Gao Lizhi liderliğindeki araştırma ekibinin beş yabani pirinç genom haritasını çizdikten sonra elde ettiği, Güneybatı Vahşi Yaşam Germplasm Bank of China'daki genomik, germplazma kaynakları ve biyoinformatiğin ulusal bilimsel kurulumunu işaretleyen bir başka önemli başarıdır. Çin ve Yunnan'daki bol miktarda yabani bitki germplazm kaynaklarının araştırılması, korunması, kazılması ve kullanılması üzerinde önemli bir etkiye sahip olacak araştırma ekibi ve platformunun yapımında önemli ilerleme kaydedildi; Bu sonuç 1 Mayıs'ta yayınlandı.Çay ağacı genomu çay aroması ve Kafein biyosentezinin bağımsız evrimi çevrimiçi olarak "Moleküler Bitki" de (Moleküler Bitki) yayınlandı; araştırma ekibinin doktora öğrencileri Xia Enhua, Zhang Haibin ve Zhang Qunjie, Yunnan Ziraat Üniversitesi profesörü Sheng Jun ve yüksek lisans öğrencisi Li Kui ortak ilk yazarlar.

Araştırma projesi, Yunnan Eyaleti Üst Düzey Bilimsel ve Teknolojik Yetenek Giriş Programı, Yunnan Eyaleti Yüz Denizaşırı Üst Düzey Yetenek Giriş Programı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Yunnan Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı önemli projeleri ve Çin Bilimler Akademisi'nin "Yüz Yetenek Programı" denizaşırı olağanüstü yetenek seçimi destek projeleri tarafından desteklenmiştir.