掃碼鑒定茶樹品種,讓每個品種都有一張身份證

茶樹為多年生異花授粉植物,具有高度異質性和雜合性。中國西南地區是茶樹的起源地,茶樹從起源地向中國其他地區和國外的自然傳播和人為傳播過程中,積累了自然演化和人工選擇的變異,從而在各茶區形成了豐富的茶樹品種資源。

然而在茶樹品種資源的大量引種及頻繁的品種資源交換過程中,造成同名異物、同物異名的現象,不僅給茶樹品種資源保護利用帶來諸多困難,也損害了消費者的權益。因而科學準確地區分和鑒定茶樹品種資源具有重要意義。

本研究通過收集國內外103份茶樹種質,利用SNP標記并結合茶樹品種資源基本信息構建茶樹品種資源分子身份證,以期為茶樹品種資源保護鑒定提供一種新思路。

1供試材料

供試茶樹品種資源來源于武夷學院茶樹種質資源圃(福建省武夷山市)和福建省農業科學院茶葉研究所茶樹種質資源圃(福建省福安市),其中,中國茶樹品種資源有101份,來自華南、西南、江南、江北四大茶產區的10個茶葉主產區省份;國外茶樹品種2份,包括日本的玉綠和格魯吉亞的格魯吉亞1號。

2結果

1、標記獲得與分析

從茶樹的表達序列標簽數據庫中挖掘出1786個候選SNP位點。根據序列保守性,篩選出96個SNP標記位點,與最新茶樹基因組比對發現候選位點較均勻地分布于茶樹全基因組的15條染色體上;對茶樹品種資源的候選SNP位點的多態性信息進行分析,剔除10個不具多態性的位點,剩余86個位點的信息指數平均值為0.517,觀測雜合度平均值為0.370,期望雜合度平均值為0.346,固定指數平均值為-0.036,次等位基因頻率平均值為0.269。從86個SNP位點中篩選出24個多態性高的SNP位點,組成DNA指紋圖譜,可區分出全部參試茶樹品種資源。

對24個SNP位點組成的DNA指紋圖譜并結合茶樹品種資源基本信息進行數字編碼,最終形成由28位數字組成的茶樹品種資源分子身份證。

2、茶樹品種資源信息編碼

茶樹的基本信息由4位數字組成,其中,茶樹品種資源類型分類參考陳亮等方法。第1位數字代表茶組植物具體物種,茶樹(Camelliasinensis(L.)O.Kuntze)為1,大廠茶(C.tachangensisF.C.Zhang)為2,厚軸茶(C.crassicolumnaChang)為3,大理茶(C.taliensis(W.W.Smith)Melchior)為4,禿房茶(C.gymnogynaChang)為5;第2-3位數字代表行政區劃代碼,如福建為35,浙江為33,云南為53,國外為00;第4位數字代表茶樹品種資源類型,野生茶樹為1,地方品種和地方種質為2,優良品種(含育成品種)為3,新選品系、株系為4,國外品種為5。后24位數字由24個SNP分子標記的基因型轉化而來。

以福鼎大白茶舉例:

屬茶組植物中的茶樹(C.sinensis),原產于福建,品種資源類型為優良品種,轉換成數字碼為1353;其24個SNP分子標記的基因型分別為TC、TT、AT、CT、GG、GG、CC、TC、TG、TC、TT、AG、GG、TT、CC、AG、CT、TT、CC、AT、GG、GG、CC、TC,轉換成24位數字碼為131132311121332112313231。則福鼎大白茶的分子身份證為1353131132311121332112313231。

3結論與意義

依據SNP標記的多態性信息,篩選SNP位點,精準區分全部供試茶樹品種,并將24個SNP位點所構建的茶樹品種資源DNA指紋圖譜及品種資源的基本屬性信息編碼成特定的數字串,使每份茶樹品種資源具有唯一的分子身份證,并生成相應的條形碼和二維碼,可快速被掃碼設備識別。

本研究結果對于茶樹品種資源區分和精準鑒定、分子數據數字化建立具有重要的意義和實際應用價值,為茶樹品種資源DNA分子身份證的構建提供了思路。

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