Page 39 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第5期
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第41卷 第5期                          华  中   农   业  大   学  学   报                        Vol.41  No.5
               2022年   9月                    Journal of Huazhong Agricultural University        Sep. 2022，33~40

               房婉萍，雷小刚，杨彬，等.全基因组关联分析在茶叶研究中的应用进展［J］.华中农业大学学报，2022，41（5）：33⁃40.
               DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.05.005

                            全基因组关联分析在茶叶研究中的应用进展


                                         房婉萍，雷小刚，杨彬，王亚，马媛春


                                                南京农业大学园艺学院，南京 210095

                       摘要    全基因组关联分析（genome-wide association analysis，GWAS）是以高通量测序技术为基础，结合生
                   物信息学和统计学方法，在全基因组水平上鉴定调控复杂性状的基因变异，是研究复杂农艺性状和遗传变异最
                   有力和最有效的研究方法，其核心是研究遗传变异和目标性状之间的关联。GWAS 研究检测到的关联位点一
                   般很少，而且关联的位点仅能解释很少一部分性状变异。本文介绍了影响 GWAS 的主要因素，总结了 GWAS
                   在茶叶饮料消费、茶树重要农艺性状、茶叶品质和茶树群体结构研究中取得的一系列进展，提出了茶树 GWAS
                   研究中遇到的问题和未来的发展方向。
                       关键词    茶树；全基因组关联分析；农艺性状；茶叶消费；品质；育种
                       中图分类号      S571.103  文献标识码      A    文章编号     1000-2421（2022）05-0033-08

                   茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）是重要的        茶树生物学如分子标记辅助选择（marker assisted se⁃
               经济作物，具有数千年种植历史。全球超 50 个国家                        lection，MAS）、转录组学和全基因组关联分析等研
               种植茶树，茶饮料深受消费者的喜爱                 ［1-2］ 。据统计， 究 水 平 和 进 程 。 在 茶 树 基 因 组 公 布 之 前 ，茶 树
               人类每天饮茶超 20 亿杯，全球茶叶年产量约为 500                      GWAS 研究领域始终处于空白，但是在茶树基因组
                                                  ［3］
               万 t，每年由茶带来的产值约为 57 亿美元 。茶叶中                      公布后 2 a，以茶树表型性状和茶叶次生代谢物为基
               富含茶多酚、儿茶素和咖啡碱等对人体健康有益的                           础的GWAS得以广泛开展。
               次生代谢物，是良好的养生保健产品 。目前，对于
                                               ［4］
                                                                    GWAS 是一种基于连锁不平衡（linkage disequi⁃
               氨基酸、儿茶素、茶多酚、咖啡碱等茶叶次生代谢物
                                                                librium，LD）原理的分析方法，用于检测遗传变异和
               的研究体系较为成熟并且研究得比较深入，但茶树
                                                                群体样本特征之间的联系，挖掘与目标性状相关联
                                    ［5］
               分子育种研究相对滞后 。茶树基因组的公布不仅
                                                                的遗传位点，为作物目标性状的改良提供基础，为分
               加快了茶树育种和分子生物学研究进程，还使茶树
                                                                子育种提供新的研究路径与思路               ［13］ 。虽然 GWAS
               的分子育种研究进入一个“新时代”。以基因组学为
                                                                在茶树多表型性状、茶树育种、茶叶品质成分和茶叶
               基础的许多分子育种技术如数量性状基因座（quanti⁃
                                                                饮用等方面取得了一些研究进展，但远滞后于玉米、
               tative trait locus，QTL）定位、转录组学研究、分子标
                                                                大豆、水稻等常见作物。本文介绍了影响全基因组
               记选择、全基因关联分析（genome-wide association
                                                                分析结果的主要因素，总结了 GWAS 在茶叶饮料消
               analysis，GWAS）等在茶树基因组发表之后得到了快
               速发展。鉴于茶树约 3 Gb 大小的基因组、超过一半                       费、茶树重要农艺性状、茶叶品质和茶树群体结构研
               的重复序列及高度杂合特性，茶树基因组学研究进                           究中取得的一系列进展，以期为茶树遗传育种研究
               展较为缓慢。2017 年，我国研究者公布了基于二代                        中利用GWAS提供理论依据。
                                                          ［6］
               测序技术获得的大叶种‘云抗 10 号’茶树基因组 ，                       1   全基因组关联分析
               之后陆续公布了 9个茶树基因组，其中‘舒茶早’、‘黄
               旦’和‘铁观音’等 6个茶树品种的基因组达到参考基                        1.1  影响关联分析结果的主要因素
               因组水平    ［2，5-12］ 。茶树基因组的相继公布加速了茶树                    虽然 GWAS 在人类、动物和植物中已经被广泛


               收稿日期：2022-01-05
               基金项目：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目（31972460）；国 家 现 代 茶 叶 产 业 技 术 体 系 专 项（CARS-19）；江 苏 省 一 带 一 路 创 新 合 作 项 目
                      （BZ2019012）；贵州省科技计划项目（ZK［2021］154）
               房婉萍，E-mail：fangwp@njau.edu.cn
               通信作者：马媛春，E-mail：myc@njau.edu.cn
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