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山茶屬是山茶科中包含許多舉世聞名經(jīng)濟植物的一個重要類群，包括為人類提供天然保健飲料的茶（Camellia sinensis var. assamica 和C. sinensis var. sinensis）；健康型高級食用植物油的油茶（C. oleifera）以及觀賞花卉云南山茶（C. reticulata）、金花茶（C. petelotii）等。然而，迄今為止，山茶屬植物遺傳學(xué)與基因組學(xué)研究背景相當(dāng)薄弱，頻繁的種間雜交和多倍化也導(dǎo)致其分類鑒定與系統(tǒng)發(fā)育研究十分困難。但是，山茶屬無疑是開展植物基因組大小變異與進(jìn)化研究的理想模式。

中國科學(xué)院昆明植物研究所國家大科學(xué)裝置中國西南野生生物種質(zhì)資源庫植物種質(zhì)資源與基因組學(xué)研究中心高立志課題組從2006年以來，利用流式細(xì)胞分析兼以全基因組測序的k-mer 分析，對山茶屬中的重要類群進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。鑒于山茶屬植物次生代謝產(chǎn)物豐富，該研究克服重重困難，在摸索并改良了實驗方法后第一次利用已經(jīng)完成全基因組測序的玉米品種（Zea may L. cv. B73）為內(nèi)標(biāo)，獲得了山茶屬茶組中大葉茶（C. sinensis var. assamica）的基因組大小，估計約為1C = 3.01 pg（2940 Mb）。我們進(jìn)一步較為全面地估計和比較了17 個不同地理來源的大葉茶品種、茶組31種（張宏達(dá)分類系統(tǒng)）或11 種（閔天祿分類系統(tǒng)）、兩個山茶屬分類系統(tǒng)共同認(rèn)可的山茶組53 種以及來自山茶屬其它13 個組（張宏達(dá)系統(tǒng)）或10 個組（閔天祿系統(tǒng)）的38 個代表種的基因組大小變異。統(tǒng)計分析的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，山茶屬中無論種內(nèi)還是種間均存在著基因組大小的變異。大葉茶種內(nèi)的變異較小，低于同等二倍體水平上茶組物種間的變異；山茶組物種間的基因組大小變異較大，與該組內(nèi)的倍性變化密切相關(guān)；山茶屬不同組物種間的基因組大小變異式樣較為復(fù)雜，除了該屬中頻繁的種間雜交以外，可能由于多倍化現(xiàn)象推動了山茶屬核DNA含量在進(jìn)化過程中呈現(xiàn)出逐漸增加的進(jìn)化趨勢。我們得到的結(jié)果不僅為目前開展的山茶屬植物比較基因組學(xué)研究提供了重要信息，也為山茶屬物種分類、系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化研究提供了重要依據(jù)。

上述研究結(jié)果以 “Genome size variation among and within Camellia species by using flow cytometric analysis” 為題發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館－綜合（PLoS ONE）》http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.006498上。

大葉茶（C. sinensis var. assamica）和內(nèi)標(biāo)玉米（Zea may L. cv. B73）的熒光強度圖

 山茶屬諸組重要代表物種的DNA含量變異