東非茶樹的基因多樣性與育種策略:單一親本的風險與雜交的選擇

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在茶產區,茶不只是日常飲品,更是出口經濟的重要命脈,非洲自然也不例外。肯亞是世界第三大茶產區,更是世界第一大茶葉出口國,每年出口超過36萬公噸茶葉,創造逾13億美元的外匯。然而,當我們手中端著香氣四溢的紅茶時,很少人會意識到:這些茶葉的背後,其實隱藏著未知的風險。


阿薩姆茶是主力,但基因卻很單一


在東非地區(肯亞、烏干達、坦尚尼亞等),最主要栽種的茶品系是Camellia sinensis var. assamica(CSA),也就是俗稱的「阿薩姆茶」。這個品種具有高產、耐修剪、適合發酵(其實是氧化)製成紅茶等優點,受到農民與工廠青睞。然而,這種偏好卻也造成了一個長期忽略的問題:過度依賴單一親本,造成基因多樣性低落。


舉例來說,肯亞有超過六成的茶園品種來自同一株母本——TRFK 6/8。這種「複製式」的育種策略雖然短期來說,因為照顧與加工都很方便,所以是提升產量、改善經濟的有效策略,長期卻會讓整個產業對病蟲害與氣候壓力等不可控因素失去應變空間。


因此,研究團隊分析了來自肯亞茶業研究所(TRI)種原庫的193個茶品系,使用23個核基因微衛星(SSR)標記,透過分子方式重新確認這些茶的分類與關係。結果令人驚訝:許多品系其實並不是純粹的阿薩姆茶,而是與其他茶型(如中國種C. sinensis  var. sinensis)之間多代雜交的後代。


研究中使用的 Bayesian 結構分析(STRUCTURE)與混種分析工具(NewHybrids)發現東非的茶幾乎找不到任何 F1 雜交種(第一代),大多數是 F2(第二代) 或回交(BC) 後代。但是,令人擔憂的是,回交的對象又幾乎都是CSA,顯示育種者仍傾向於回到阿薩姆基因;這樣的策略雖然維持了特性,也讓肯亞的茶的風味穩定,但同時限制了新基因的引入與表現。


栽培品系 vs 種原庫:多樣性落差巨大


研究團隊進一步比較了「實際茶園中栽種的品系」與「保存在種原庫中的品種系」之間的遺傳多樣性(Hs 值)。結果他們發現,茶園中實際栽種的品系,多樣性比種原庫中要低得多:茶園品系的多樣性為 0.661,但是種原庫則高達 0.768。


這個差異顯示:茶園中的實用品系其實只反映出一小部分的基因池,若不加強保存與利用種原資源,將會讓未來育種的選擇變得愈來愈有限。


過去,雜交常被視為不純或不穩定的象徵。但這項研究顯示,混血後代(F2 與回交)反而是目前東非茶品系的主流,而且在這些混血品系中,遺傳多樣性顯著提升。這暗示我們:與其守著「純種幻想」,不如擁抱遺傳重組所帶來的適應潛力。


育種策略不該只是重複舊品系的回交,而應尋求不同茶型(如中國種、紫葉種)的創新組合,在兼顧品質與抗逆的同時,讓整個產業更具彈性。


這篇論文不僅是提升了我們對非洲茶品系的認識,更是一則農業遺傳多樣性的警訊。當一個產業過度依賴少數親本,未來就可能在環境變動或新病害出現時,面臨系統性崩潰的風險。


茶葉的香氣,來自葉片內豐富多元的化學物質;而茶樹的未來,則仰賴基因多樣性所蘊含的無限可能。

後記:為了要找一張照片搜尋網路,卻找到2022年的新聞,提到非洲遭受乾旱襲擊,肯亞茶葉減產2成的消息。不管當政者承不承認溫室效應以及全球暖化造成的極端氣候,這些年的氣候變遷是實實在在地正在發生,而看天吃飯的農業正在努力因應各種衝擊。


參考文獻:

Wambulwa, M. C., Meegahakumbura, M. K., Chalo, R., Kamunya, S., Muchugi, A., Xu, J. C., Liu, J., Li, D. Z., & Gao, L. M. (2016). Nuclear microsatellites reveal the genetic architecture and breeding history of tea germplasm of East Africa. Tree Genetics & Genomes, 12, 11. https://doi.org/10.1007/s11295-015-0963-x


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