茶路漫漫,吾將上下求索兮。近期,團(tuán)隊在多個研究方向取得積極成果,三篇高水平研究論文分別發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊。以下是團(tuán)隊部分科研成果分享:
01、FoodChemistry
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)bpq團(tuán)隊在FoodChemistry上發(fā)表《Comprehensiveanalysisoffreshtea(Camelliasinensiscv.LingtouDancong)leafqualityunderdifferentnitrogenfertilizationregimes》。本文第一作者為邱子豪,以第一名成績考入中國農(nóng)科院茶葉所攻讀博士,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院為本文通訊單位。
本研究分析了夏季和秋季茶葉葉片中的表型指標(biāo)、內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)和相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平,闡明了不同氮素處理水平(不施氮;150kg/ha;300kg/ha;450kg/ha)對嶺頭單叢鮮葉品質(zhì)指標(biāo)和基因轉(zhuǎn)錄的影響,為今后茶樹科學(xué)合理施肥提供了依據(jù)。
茶葉產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加而顯著增加。夏茶中以N300處理增產(chǎn)最顯著。秋茶中N300處理增產(chǎn)最顯著。結(jié)果表明,施氮量與茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)呈非線性關(guān)系。施氮過量和不足均對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。
葉綠素的增加是最顯著的是N150處理,而提高施肥量,葉片光合效率不升反降。
施氮肥增加了咖啡因和茶氨酸水平,咖啡因含量夏季增加28.2%,秋季增加55.1%,其中N300處理增加最顯著(夏季增加30.9%,秋季增加58.9%)。夏季和秋季施氮減少了四種兒茶素單體(ECG、EGC、EC和C),其它3種兒茶素單體(EGCG、GCG和GC)夏季呈下降趨勢,秋季呈上升趨勢。
采用PCA分析了各處理之間以及各指標(biāo)的關(guān)系。夏季施氮,N150和N450處理下TP、AA、茶氨酸、Chla、Chlb和CAF水平較高,而不施氮EGC和TC較高。秋季施氮,氮水平與TP、AA、茶氨酸和CAF之間呈正相關(guān),與EGC、EC、C和TC呈負(fù)相關(guān)。
使用SPMEGC-MS分析了茶葉中的揮發(fā)性組分,并在夏季和秋季的不同氮水平下鑒定了57種化合物,包括7種醇,7種醛,6種酮,14種萜烯,8種酯,4種酚和11種“其他”化合物。
總體上氮處理與N0相比,揮發(fā)物總濃度沒有顯著變化。但單個揮發(fā)性物質(zhì)差異較大,夏季施氮減少了不同醇類和萜烯的數(shù)量,但略微增加了醛類、酯類和其他揮發(fā)物的多樣性。秋季施氮處理,從N0處理的22種增加到N150、N300和N450處理的27種、26種和27種。高濃度揮發(fā)性有機(jī)物如芳樟醇、順式芳樟醇氧化物(呋喃類)和水楊酸甲酯在夏季施氮后減少,但秋季施氮后增加。
利用qRT-PCR對,結(jié)果表明不同濃度的氮肥施用導(dǎo)致14種研究基因的上調(diào)和下調(diào),并使用熱圖分析相關(guān)性。我們有趣的發(fā)現(xiàn)PAL、CsTCS1、CsSAM1、CsAMT、CsPORA、CsHEMA2這六個基因在氮處理的夏季樣品中先升高后降低,但在秋季呈現(xiàn)出相反的趨勢。這表明這些基因可能不能完全反映茶樹品質(zhì)成分的積累,或不僅僅受這些基因所控制,后續(xù)可以進(jìn)行深入研究。
02、FrontiersinPlantScience
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)bpq團(tuán)隊在FrontiersinPlantScience發(fā)表《SystematicAnalysisoftheR2R3-MYBFamilyinCamelliasinensis:EvidenceforGalloylatedCatechinsBiosynthesisRegulation》,本文第一作者為李靖怡,現(xiàn)為園藝學(xué)院采后博士生。通訊單位是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室。
沒食子酰兒茶素是茶中含量最豐富的保健代謝產(chǎn)物,其中最具生物活性的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG),本試驗對嶺頭單叢進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育樹和同線性分析,對MYB結(jié)合位點進(jìn)行探討,結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序和qPCR技術(shù),最終討論了基因表達(dá)與代謝物之間的相關(guān)性。為繼續(xù)深入研究山茶(C.sinensis)沒食子?;瘍翰杷叵嚓P(guān)分子研究提供了一定基礎(chǔ)。
共鑒定出118個R2R3-MYB基因成員,分屬于38個亞組。系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示,該屬有5個特殊亞群:TESA、TESB、TESC、S5和SMYB5,它們在C.sinensis這些亞組中,共有21個R2R3-MYBTF[TESA(6),TESB(4),TESC(4),S5(3)和SMYB5(4)]引起了我們的注意,并被選為參與C.sinensis特異性代謝過程的潛在候選者進(jìn)行進(jìn)一步分析C.sinensis。分析了118個編碼R2R3-MYBTF的基因在不同組織中的表達(dá)模式。CsMYB101(TEA028392.1)和CsMYB117b(TEA002233.1)沒有檢測到轉(zhuǎn)錄本,表明它們屬于C.sinensis。
對基因轉(zhuǎn)錄水平與生理數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)基因(CsSCPL1A7、CsANR、CsLAR、CsDFR、CsFLS、CsF3H和CsF3-5-OH)與EGCG和ECG的含量相關(guān)。CsMYB30、CsMYB34、CsMYB37和CsMYB42與其它相比表現(xiàn)出良好的性能,各自具有超過0.75的相關(guān)系數(shù)。CsMYB34與EGCG和ECG含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.89和0.86。
為了驗證R2R3-MYBTF與兒茶素之間的關(guān)系,使用HPLC和qRT-PCR技術(shù)進(jìn)行深入研究。結(jié)果證實了四個候選TF與兒茶素生物合成上游基因CsPAL、CsC4H和Cs4CL之間的極低相關(guān)性。而CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37與沒食子酰化兒茶素生物合成途徑下游的大多數(shù)主效基因(CsSCPL1A7、CsANR、CsLAR和CsDFR)以及ECG和EGCG含量密切相關(guān)(>0.7)。其中,CsMYB37的相關(guān)性最高。而CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37與下游的其他兒茶素生物合成基因(CsFLS、CsF3H和CsF35H)的Pearson相關(guān)系數(shù)較低,相關(guān)性較低。研究結(jié)果表明,CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37可能是調(diào)控C.sinensis沒食子酰化兒茶素生物合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。
03、LWT
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)bpq團(tuán)隊在LWT發(fā)表《Amulti-omicsviewofthepreservationeffectonCamelliasinensisleavesduringlowtemperaturepostharvesttransportation》,本文第一作者陳家浩目前為團(tuán)隊博士生。通訊地址為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和廣東省農(nóng)科院。
本文通過基礎(chǔ)生理數(shù)據(jù)加轉(zhuǎn)錄組代謝組聯(lián)合分析比較了溫度變化在茶葉運(yùn)輸過程中各指標(biāo)的變化,并基于數(shù)據(jù)提供了一套運(yùn)輸環(huán)境的響應(yīng)模型,為優(yōu)化茶葉運(yùn)輸條件提供一定理論基礎(chǔ)。
RTG是低溫運(yùn)輸組(8±2℃條件),NRTG是常溫運(yùn)輸組(30±3℃條件),鮮葉作為陽性對照。測定了三組含水量、葉片光和效率、咖啡因和各類氨基酸含量。用含水量、色值(L*、a*、B*、ΔE)、布朗寧指數(shù)(BI)和葉綠素?zé)晒猓‵v/Fm)對采后茶葉品質(zhì)進(jìn)行了初步評價。在常溫運(yùn)輸條件下茶葉品種損失較大,但低溫條件下也無法避免各類脅迫造成的損失,只是相較常溫下而言有明顯改觀。內(nèi)在品質(zhì)方面,與RTG相比,NRTG中EGC、EC、EGCG和ECG含量顯著降低,而GC和C含量顯著增加。
分別對低溫運(yùn)輸組和常溫運(yùn)輸組進(jìn)行了代謝組和轉(zhuǎn)錄組測定,聯(lián)合分析后重點對類黃酮代謝、咖啡因代謝和氨基酸代謝三條最為富集的通路進(jìn)行重點分析。三個通路均采用通路+熱圖+共表達(dá)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析的方式。
在類黃酮通路中,冷藏運(yùn)輸環(huán)境通過將相關(guān)合成基因的表達(dá)維持在相對高的水平,有效地增加了兒茶素的生物合成,從而補(bǔ)償了兒茶素的降解,而在非冷藏組中,其他形式的黃酮類化合物響應(yīng)因環(huán)境脅迫而快速積累。且TF家族的一些基因,包括bHLH137,DOF180,SCPL1A12,ANR和B3-ARF,在不同運(yùn)輸環(huán)境下可能對黃酮類化合物的代謝有很大的影響。在咖啡因代謝中,我們發(fā)現(xiàn)三個AP2/ERFTF基因在咖啡因調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。在氨基酸合成通路中部分TF家族基因表達(dá)顯著上調(diào),提示它們是不同運(yùn)輸環(huán)境下氨基酸代謝的主要參與者。故推測不同運(yùn)輸環(huán)境下氨基酸代謝的調(diào)節(jié)主要是由于植物激素響應(yīng)。
來源:熱愛學(xué)習(xí)的bpq 華農(nóng)大劉少群博士茶葉團(tuán)隊,信息貴在分享,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除