为了利用叶绿体基因工程技术改良普通油茶的重要经济性状,该研究以普通油茶叶绿体全基因组序列为材料,从中筛选出51条长度大于300 bp且以ATG起始的非重复CDS(Coding DNA Sequence)为对象,利用CodonW软件分析其密码子偏好性.结果表明:密码子第三位 GC 含量为27.55%,ENC 范围在35.23~56.67之间,平均值为46.09;RSCU值大于1.00的密码子数目为30个,其中29个第三位碱基以U或A结尾;中性绘图表明GC12与GC3的相关系数为0.143,相关性不显著,回归系数为0.0573;频数分布显示, 55%基因的ENC比值集中分布在0~0.1,25%基因的ENC比值分布在0.1~0.2之间;对应分析结果表明,第一向量轴占10.12%的差异,第二向量轴占9.36%的差异,其余两轴分别占7.97%和7.46%,前4轴累计差异为34.91%.中性绘图、ENC?plot和对应性分析均表明普通油茶叶绿体基因密码子偏好受突变作用,更多受选择的影响.最终取高表达优越密码子和高频密码子共有的 CUU、AUU、GUU、GUA、UAA、CAA、AAA、GAC、GAA、CCU、ACU、GCU、GCA、UGU、CGU、AGU、UUG、GGU等18个密码子作为最优密码子.该研究结果为利用叶绿体基因工程技术改良普通油茶重要经济性状奠定了基础.

普通油茶(Camellia oleifera)是我国第一大木本油料作物.普通油茶作为油料作物的栽培历史,现存确切记载不到1,000年,长江流域可能是最早栽培油茶的地区之一.普通油茶的野生近缘种是油茶育种宝贵的遗传资源.普通油茶属于山茶科山茶属(Camellia)油茶组(Sect.Oleifera),其野生近缘种应包括山茶属油茶组和短柱茶组(Sect.Paracamellia)的物种,但油茶组和短柱茶组的划分仍有争议,物种间的系统发育关系仍不清楚.油茶组和短柱茶组是山茶属中多倍体出现频率最高的类群,而且存在突出的种内多倍性现象,人工选择和种间杂交可能在其中起到促进作用.长江流域是普通油茶的主产区,也是最主要的野生普通油茶分布区,拥有丰富的野生普通油茶遗传资源.本研究统计了山茶属油茶组和短柱茶组物种的分布地,并与野生普通油茶的潜在分布区进行了比较.分析结果显示,长江流域与珠江流域的分水岭——南岭、苗岭及附近地区是油茶组和短柱茶组物种多样性最高的地区,同时也是野生普通油茶潜在的高适生区,可能是普通油茶及其野生近缘种潜在的种间杂交带.物种多样性从南向北呈下降趋势,可能反映了从南向北的扩散方向.普通油茶及其野生近缘种间的潜在杂交带可能蕴含着丰富的遗传多样性,为选择育种提供了天然的育种场,应对这些地区优先开展研究和保护,挖掘与利用有重要经济价值的遗传资源.

发展油茶产业可有效增加农民收益,促进精准扶贫并改善生态环境.对油茶进行全国尺度的气候适宜性区划,可以为油茶产业的发展提供科学依据.本研究以中国分布面积最广、产量最高的普通油茶为对象,选择年平均气温、1月和7月平均气温、年降水量和日照时数为关键气候因子,计算主产区(即种植面积在6667 hm2以上的县市)的关键因子值.基于这些因子值,采用改进的气候相似距法进行全国1 km×1 km网格的普通油茶种植气候适宜性区划.结果 表明:中国普通油茶的最适宜区面积为98×104 km2,主要分布在湖南、江西、福建和浙江四省及周围省的相邻区域;适宜区面积和次适宜区分别为52× 104和80×104km2,依次分布在最适宜区的外围;次适宜区北界约为北纬33.5°,西界约为东经111.5°,南界和东界不明显;湖南省的最适宜区面积最大,其次是江西、广西、浙江和福建,五省合计约占全国最适宜区面积的70％;与多种来源实际种植面积资料对比表明,区划较好地反映了普通油茶的种植状况;与主产区气候特征对比表明,区划较为准确地区分了普通油茶最适宜区、适宜区和次适宜区的气候特征.本研究明确了普通油茶种植气候适宜区的分布,可为油茶产业的规划布局提供科学支撑.

油茶(Camellia oleifera Abel.)泛指山茶属(Camellia)中种子含油较高的植物,在我国长江流域及以南区域广泛分布.为掌握我国油茶及其近缘物种种质资源的分布状况和受保护情况,加强油茶资源的保护和有效发掘利用,本研究从2016-2021年持续对我国西南及部分东部地区6省(30区/县/市)55个调查点的油茶种质资源进行了实地调查.结果显示,我国油茶种质资源具有多样性高且分布广泛的特点,以普通油茶数量最多,且分布最广.在55个调查点中,约11％处于离城镇较远的山区或自然保护区内,受保护情况良好.其他资源零星分布于边远山区的杂木灌林或是成片老油茶林中,都处于一般保护或无保护状态,同时栖息地也遭受严重破坏,如砍伐频繁、修路开荒等,甚至有些资源已濒临灭绝.课题组共收集油茶野生资源干燥叶片样本778份,通过实生苗移栽和嫁接方式迁地保存野生油茶种质资源2444份,现保存于四川雅安凤鸣农业园区油茶基地和天全县油茶专家大院.基于对油茶及其近缘物种的分布状况和数量的分析,讨论了可能的受威胁因素和保护过程中存在的问题,并提出了对将来油茶及其近缘物种种质资源的保护策略及发展方向.