茶叶品质成分和初生代谢关系研究取得重要进展
“早采三天是个宝，迟采三天便是草”，充分说明采摘标准对茶叶品质的影响。但茶叶品质成分在不同叶位中的变化趋势及其与茶树光合、呼吸和碳氮代谢的关系缺乏深入研究。近日，中国农业科学院茶叶研究所茶树栽培创新团队通过分析茶树新梢不同叶位的光合、呼吸作用及碳氮代谢的差异，明确了主要品质成分在不同叶位中的变化趋势及其与光合和呼吸代谢的关系。
图1.
随着新梢叶片的不断成熟，其光合能力持续增强，而呼吸速率却随之下降；同时，叶片中总氮含量呈下降趋势，而总碳含量未发生明显变化；总氮量降低主要归因于咖啡碱和氨基酸含量的减少。叶片成熟过程中源库关系的变化对于茶叶品质成分代谢有重要影响，光合作用与可溶性糖、淀粉、茶多酚、儿茶素等物质含量呈负相关，而呼吸作用与茶多酚和咖啡碱的含量呈正相关。相关结果可为茶树栽培技术调控茶叶品质提供理论依据。
图2. 茶树不同叶位的光合作用、呼吸作用及品质成分的相关性分析
该研究成果已在最新一期《Plant Physiology and Biochemistry》在线发表。
茶树育性相关基因表达研究取得重要进展
茶树是多年生木本植物，大多数茶树品种自交不亲和(不结实)，经长期的异交导致茶树遗传背景十分复杂，限制了遗传学研究在茶树中的开展和应用。同时，由于杂交结实率低和不同品种杂交结实率差异大等原因，导致茶树杂交育种效率较低。
图1. 授粉24小时后，自交授粉（SP）花柱中花粉管的生长速度明显慢于杂交授粉（CP）花柱。
为揭示茶树自交不亲和的机理，中国农业科学院茶叶研究所茶树遗传育种团队以中茶108和福鼎大白茶为材料，进行了自交(SP)和杂交授粉(CP)，发现自交花粉管在授粉24h、72h内生长慢于杂交花粉管，推测这种时间上的延迟可能与茶树自交不亲和性直接相关。据此，分别选取了自交和杂交授粉后24h、48h和72h的花柱，进行转录组学分析。结果发现，自交和杂交授粉花柱在基因表达模式上有显著差异，特别是活性氧(ROS)代谢相关基因的表达在自交授粉花柱中有明显的延迟，恰好与自交花粉管生长减缓这一特点相一致，推测ROS代谢可能与茶树自交不亲和性相关，并且在茶树授粉过程中具有重要作用。同时，筛选到了大量可能与茶树育性相关的重要基因，为深入研究茶树育性的分子机制奠定了基础。
图2. 自交和杂交授粉后的花柱表现出不同的基因表达模式。
该研究结果已在最新一期《BMC Genomics》在线发表。
图3. 自交授粉后花柱中部分基因的表达滞后于杂交授粉花柱。
（中国农业科学院茶叶研究所 张成才）
