“一粒种子可以改变世界”，品种作为农业生产的重要物质基础，对产业的支撑作用巨大。在“十三五”期间，我国茶树遗传育种领域的发展取得了较为喜人的进展。同时，也应看到，在发展的过程中，无论在学科发展还是品种支撑产业发展上，还存在着一些“卡脖子”的问题。本文回顾了我国“十三五”期间茶树遗传育种领域的进展，总结了存在的一些问题，提出了“十四五”的发展方向，为茶树遗传育种工作提供参考。
一、茶树遗传育种研究“十三五”进展
1. 茶树遗传学研究进展(1)率先完成了茶树基因组的测序2017年，中国科学院昆明植物所率先完成了阿萨姆变种——云抗10号的全基因组测序，开启了茶树功能基因组学研究的新时代。2018年安徽农业大学完成了茶变种——舒茶早的全基因组测序及基因组草图的绘制。2020年，结合二代、三代测序技术等，安徽农业大学、华南农业大学、华中农业大学、中国农业科学院茶叶研究所等单位分别完成了4个品种(材料)(舒茶早、碧云、野生种DASZ及龙井43)染色体级别的参考基因组的组装，为深入开展茶树遗传学、功能基因组学研究奠定了雄厚的基础。
茶树基因组和基因家族的进化(2)定位了多个与茶树性状关联的QTL位点“十三五”期间，定位了多个与茶树品质、抗性等性状相关的数量性状位点(QTL)。如定位了1个与抗炭疽病有关的主效QTL，表型变异贡献率达到13.8%。在7个连锁群上定位了与氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、天冬氨酸性状相关的19个QTL，单个QTL的表型贡献率为8.4%～20.2%。定位了3个控制生物碱含量及比例的主效QTL，其中1个控制咖啡碱含量的主效QTL可以平均表征20.1%的表型贡献率。这些QTL位点的定位，为下一步开发与目标性状关联的分子标记奠定了基础。
茶树炭疽病QTLs
(3)茶树重要性状的调控机理解析及基因挖掘取得较大进展发现茶变种和阿萨姆变种在驯化过程中选择方向存在差异，茶变种在驯化过程中与风味相关的萜烯类代谢基因和抗病相关基因受到选择强于阿萨姆变种。构建了茶树氮代谢调控网络，鉴定出影响茶树氮浓度响应的关键基因，如 CsAlaDC、CsF-NiR、CsAMTs、Cs⁃NRTs等。发现不同钾效率品种在钾缺乏状态下，仅在耐低钾品种中上调的差异基因涉及到乙烯相关、铵根和硝酸根运输载体、过氧化氢酶相关和磷脂酰肌醇相关途径等。发现活性氧(ROS)清除能力的差异是不同品种抗寒性差异的主要机制。抗性品种在越冬期具有较高的ROS清除能力和较低的ROS含量。发现茶树糖转运体基因CsSWEET17存在可变剪切CsSWEET17-In和CsSWEET17-Ex，在整个冷驯化过程中，冷敏感品种中CsSWEET17-Ex的表达水平均显著高于抗寒品种。发现过敏性坏死和活性氧暴发是茶树抵御炭疽菌侵染的重要手段，抗病基因NLR激活MAPK级联反应并调控下游包括次级代谢物合成在内的多种抗性反应，抗、感品种间存在较大差异。茶树叶色变异是一个可以利用的性状。对多个白(黄)化及紫化的品种进行了多组学的分析，发现白(黄)化表型的形成多与叶绿体发育受阻和叶绿素合成受到抑制有关，其相关的基因表达较绿色叶片变化明显下调，而紫化茶树品种的表型则与花青素含量累计有关，在分子机制上，花青素合成途径的功能基因及调控基因表达上调。
(A)“紫芽”的嫩梢;(B)“紫芽”后代群体的5个代表个体
另外，发现CsANS是影响儿茶素表型异构的关键基因。发现了控制儿茶素组分含量的关键基因F3'5'H，其表达量的高低控制儿茶素指数。全面解析了TCS1等位基因调控咖啡碱合成代谢的分子机制，3种类型的等位基因表达量的高低决定了不同材料咖啡碱含量的高低。2. 茶树育种进展与成就(1)品种审批制度发生了根本性变革茶树列入第一批非主要农作物登记目录。2017年原农业部发布了包括茶树在内的《非主要农作物品种登记指南》，对茶树的登记作出规范。茶树品种的审批有了两种途径，茶树品种的“身份证”也由过去的国家和省两级审批变成由农业农村部或国家林业和草原局统一审批。(2)品种登记及新品种保护申请取得了长足进展从2018年，第一批9个茶树品种通过了非主要农作物品种登记，我国茶树品种登记迈出了第一步。2019年和2020年分别有39个和42个品种通过登记。“十三五”期间，共有90个品种通过登记。
另外，茶树新品种权申报工作也越来越受到重视。“十三五”期间，从农业农村部和国家林业和草原局2个渠道，共有81个品种获得了植物新品种权，其中有8个品种取得了品种登记证书。
“十三五”期间，我国共育成140个新品种，既包括适宜机采的茶树新品种——中茶502，也包括特异的黄(白)化、紫化品种——中黄1号、中黄2号、中白1号、景白2号、紫嫣、东方紫婵，还包括氮高效的中茗6号、中茗7号等。这些新品种的育成，既丰富了我国茶树品种的结构，也为下一步我国茶产业转型升级、满足多元化需求，以及保障茶产业的可持续发展提供了坚实的品种保障。
广元旺苍引种“中黄1号”
3. 育种技术有所创新
中国农业科学院茶叶研究所利用神舟11号搭载茶树种子返回后，获得了航天茶苗。开发了1个可快速鉴定茶树资源的TCS1基因型和筛选出低咖啡碱资源的功能标记，以及1个能鉴定和筛选高二羟基儿茶素茶树资源的功能标记。
二、茶树遗传育种领域存在的问题
1. 对茶树主要性状遗传规律，特别是经典遗传规律的研究仍然存在较大困扰目前很少有研究人员涉及这个领域，导致茶树遗传育种的基础非常不牢。在分子遗传学上，虽然取得了较大的进展，但受困于茶树是木本植物的原因，生长周期长，一些性状受到环境的影响较大，对表型性状数据采集的准确性常常受到制约，影响到分子遗传机理的结果，也制约着对育种实践的指导效果。2. 育种技术创新的进展缓慢育成品种的更新速度慢，一些性状很难跟上产业发展的步伐。新的育种方法如分子标记辅助育种、定向设计育种、基因编辑等，尚未在茶树上取得突破。因此，育种技术的创新成为制约茶树育种的“卡脖子”问题。3. 突破性品种少的局面仍然没有根本改观目前茶树新育成品种大部分还是仅仅对某些性状的局部改良，综合性状很难超越目前生产上主栽的品种，导致不能被种植者所接受。一些产业急需的品种却无法尽快推出，形成了育成品种多而推广数量少的局面。
三、茶树遗传育种研究“十四五”重点发展方向
1. 应进一步加强茶树育种基础理论的研究
应选择几个重点性状，开展其遗传规律特别是经典遗传规律研究，并辅以现代科学技术手段，发掘目标基因及其调控单元，从分子水平解析其遗传调控规律，为最终实现茶树的定向品种培育和分子育种奠定理论基础。
2. 应进一步加快前沿育种技术创新
综合运用现代育种手段，如定向诱变育种、倍性育种、分子标记辅助育种、基因编辑育种等新技术，突破茶树育种的技术瓶颈，为突破性品种的育成提供技术支撑。
3. 应以产业需求为导向选育品种
一是以满足人民健康需求为导向的健康成分富集品种选育;二是以满足“机器换人”为目标的适合机采品种选育;三是以满足绿色生产为导向的高肥效、抗病虫品种选育;四是以满足供给侧结构性改革为重点的多类型茶树品种选育;五是以应对气候灾害为目标的抗逆新品种选育。
来源：中国茶叶
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