徒步原始雨林，深入人迹罕至高原，忍受高海拔缺氧……在福州有这么一群科学家，历时近5年，在全国各地采集野生茶树样本，并自主开发两套“算法”，最终破解福建名茶铁观音的基因组，解析了茶树演化和人工驯化史。前几日，国际顶级学术期刊《自然遗传》向世界公布了他们的重大突破。
他们就是福建农林大学尤民生教授的科研团队，大多由“85后”科学家组成。他们的研究“追溯了铁观音遥远的过去，预测了不久的将来”，为产出品质更好的铁观音，打开一扇大门。
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历时近5年破难题
7月15日伦敦时间下午4点，《自然遗传》准时在线上发布福建农林大学等国内外多所高校、机构的科学家共同的科研成果——成功破解铁观音基因组。
《自然遗传》是全球顶级权威期刊之一，其影响因子高达38分（“影响因子”是国际上衡量研究论文影响力的指标，一般10分以上就是顶级期刊）。
据了解，该科研项目由尤民生教授和中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所张兴坦研究员主持，联合国内外多所高校、机构的科学家共同合作。论文共同第一作者除张兴坦外，还有福建农林大学硕士研究生陈帅、福建省农科院水稻所施龙清博士、中国农科院烟草研究所龚达平研究员。
“我们是在2017年确定的课题，历时近5年。”尤民生教授介绍。他是全球最早破译小菜蛾基因组，荣获过9项国家和省部级科技成果奖的科学家，目前任闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室主任，数十年来一直在福建农林大学任教。
之所以选择铁观音作为研究对象，尤教授说，茶树是重要经济作物，它起源于中国并在世界产生重要影响。近年来，随着基因测序技术的发展，多个茶树全基因组物理图谱被破译，但仍缺乏对乌龙茶之首铁观音基因组的研究。作为福建人，他希望通过科研技术助力家乡名茶铁观音“重振雄风”。
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一场科学的“算命”
“在破解铁观音基因组的基础上，我们解析了该物种的演化和人工驯化史，这可以为缩短茶树的育种周期、提高育种效率、降低育种成本提供科学依据。对于茶农而言，意味着可以提高茶树产量、茶叶品质。对于市民而言，则意味着能喝到更安全、品质更好的铁观音。”尤教授生动解释，基因组好比学英文的人需要一本英文词典，当遇到不认识的单词时，可以随时查阅。
34岁的张兴坦是植物学博士。2015年，他进入福建农林大学从事科研与教学工作，从2017年课题开启，他便一头扎进研究工作中。他告诉记者，破解基因组其实就是给铁观音进行一场科学的“算命”，“追溯了铁观音遥远的过去，预测了不久的将来”，具有重要意义。
有着300多年栽培历史的铁观音，在长期无性繁殖下，积累大量“有害突变”，会导致品种退化，容易有病虫害等。而破解基因组，有利于通过杂交育种或现代分子育种技术，消除这些“有害突变”，维持铁观音优良品质。此外，如何选择“害虫不爱吃”“不容易生病”的铁观音良种，基因组也起到重要作用，这样有利于解决茶叶农残、重金属超标的问题。
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自主开发两套“算法”
破解铁观音基因组，绝非易事。尤教授说，这个过程就像是在黑暗中不断摸索，穷尽智慧，寻找一个未知的结果。
近5年来，科学家们为了收集足够全面的样品，去过浙江、云南、江西、贵州、湖南……而比起在茶园里采样，野生铁观音的采样过程艰难得多。
野生茶树零散分布，大都在人迹罕至的深山老林里。张兴坦、施龙清等人曾自驾到西藏墨脱寻找野生茶树，队里一名研究生在野外采样时感染恙虫病。去年夏天，为了补充样品，他们深入云南原始雨林寻找野生茶树。“雨林里不仅容易迷路，而且到处是毒虫。”施龙清回忆，就是在这样的环境下，他们取得了野生茶树的样本，没有人中途放弃。
在实验室里，同样困难重重。
张兴坦介绍，茶树是一种高度自交不亲和的植物，它的基因组十分庞大，而且高度杂合，组装难度极高。为此，他们自主开发了两套“算法”，在数不清的失败和一次次重来中，成功拼接了两套铁观音基因组。
目前，这支团队在尤教授的带领下，谋划了新的科研蓝图，计划建立一个分子育种平台、一支育种队伍，通过“智能育种”把基因组的成果落到实处，助力茶企，造福茶农，为百姓带来更高品质的茶叶。
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