华农大茶学bpq团队论文成果之二
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一头大象-普洱茶

华农大茶学bpq团队论文成果之二

茶路漫漫,吾将上下求索兮。近期,团队在多个研究方向取得积极成果,三篇高水平研究论文分别发表于国际学术期刊。以下是团队部分科研成果分享:

01、FoodChemistry

华农大茶学bpq团队论文成果之二

华南农业大学园艺学院茶学bpq团队在FoodChemistry上发表《Comprehensiveanalysisoffreshtea(Camelliasinensiscv.LingtouDancong)leafqualityunderdifferentnitrogenfertilizationregimes》。本文第一作者为邱子豪,以第一名成绩考入中国农科院茶叶所攻读博士,华南农业大学园艺学院为本文通讯单位。

本研究分析了夏季和秋季茶叶叶片中的表型指标、内在品质指标和相关基因转录水平,阐明了不同氮素处理水平(不施氮;150kg/ha;300kg/ha;450kg/ha)对岭头单丛鲜叶品质指标和基因转录的影响,为今后茶树科学合理施肥提供了依据。

茶叶产量随着氮肥施用量的增加而显著增加。夏茶中以N300处理增产最显著。秋茶中N300处理增产最显著。结果表明,施氮量与茶叶产量和品质呈非线性关系。施氮过量和不足均对茶叶产量和品质产生不利影响。

叶绿素的增加是最显著的是N150处理,而提高施肥量,叶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处理增加最显著(夏季增加30.9%,秋季增加58.9%)。夏季和秋季施氮减少了四种儿茶素单体(ECG、EGC、EC和C),其它3种儿茶素单体(EGCG、GCG和GC)夏季呈下降趋势,秋季呈上升趋势。

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采用PCA分析了各处理之间以及各指标的关系。夏季施氮,N150和N450处理下TP、AA、茶氨酸、Chla、Chlb和CAF水平较高,而不施氮EGC和TC较高。秋季施氮,氮水平与TP、AA、茶氨酸和CAF之间呈正相关,与EGC、EC、C和TC呈负相关。

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使用SPMEGC-MS分析了茶叶中的挥发性组分,并在夏季和秋季的不同氮水平下鉴定了57种化合物,包括7种醇,7种醛,6种酮,14种萜烯,8种酯,4种酚和11种“其他”化合物。

总体上氮处理与N0相比,挥发物总浓度没有显着变化。但单个挥发性物质差异较大,夏季施氮减少了不同醇类和萜烯的数量,但略微增加了醛类、酯类和其他挥发物的多样性。秋季施氮处理,从N0处理的22种增加到N150、N300和N450处理的27种、26种和27种。高浓度挥发性有机物如芳樟醇、顺式芳樟醇氧化物(呋喃类)和水杨酸甲酯在夏季施氮后减少,但秋季施氮后增加。

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利用qRT-PCR对,结果表明不同浓度的氮肥施用导致14种研究基因的上调和下调,并使用热图分析相关性。我们有趣的发现PAL、CsTCS1、CsSAM1、CsAMT、CsPORA、CsHEMA2这六个基因在氮处理的夏季样品中先升高后降低,但在秋季呈现出相反的趋势。这表明这些基因可能不能完全反映茶树品质成分的积累,或不仅仅受这些基因所控制,后续可以进行深入研究。

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02、FrontiersinPlantScience

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华南农业大学园艺学院茶学bpq团队在FrontiersinPlantScience发表《SystematicAnalysisoftheR2R3-MYBFamilyinCamelliasinensis:EvidenceforGalloylatedCatechinsBiosynthesisRegulation》,本文第一作者为李靖怡,现为园艺学院采后博士生。通讯单位是华南农业大学园艺学院和农业农村部华南园艺作物生物学与种质创新重点实验室。

没食子酰儿茶素是茶中含量最丰富的保健代谢产物,其中最具生物活性的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),本试验对岭头单丛进行了系统发育树和同线性分析,对MYB结合位点进行探讨,结合转录组测序和qPCR技术,最终讨论了基因表达与代谢物之间的相关性。为继续深入研究山茶(C.sinensis)没食子酰化儿茶素相关分子研究提供了一定基础。

共鉴定出118个R2R3-MYB基因成员,分属于38个亚组。系统发育分析结果显示,该属有5个特殊亚群:TESA、TESB、TESC、S5和SMYB5,它们在C.sinensis这些亚组中,共有21个R2R3-MYBTF[TESA(6),TESB(4),TESC(4),S5(3)和SMYB5(4)]引起了我们的注意,并被选为参与C.sinensis特异性代谢过程的潜在候选者进行进一步分析C.sinensis。分析了118个编码R2R3-MYBTF的基因在不同组织中的表达模式。CsMYB101(TEA028392.1)和CsMYB117b(TEA002233.1)没有检测到转录本,表明它们属于C.sinensis。

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对基因转录水平与生理数据进行了相关性分析,发现基因(CsSCPL1A7、CsANR、CsLAR、CsDFR、CsFLS、CsF3H和CsF3-5-OH)与EGCG和ECG的含量相关。CsMYB30、CsMYB34、CsMYB37和CsMYB42与其它相比表现出良好的性能,各自具有超过0.75的相关系数。CsMYB34与EGCG和ECG含量的相关系数分别为0.89和0.86。

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为了验证R2R3-MYBTF与儿茶素之间的关系,使用HPLC和qRT-PCR技术进行深入研究。结果证实了四个候选TF与儿茶素生物合成上游基因CsPAL、CsC4H和Cs4CL之间的极低相关性。而CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37与没食子酰化儿茶素生物合成途径下游的大多数主效基因(CsSCPL1A7、CsANR、CsLAR和CsDFR)以及ECG和EGCG含量密切相关(>0.7)。其中,CsMYB37的相关性最高。而CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37与下游的其他儿茶素生物合成基因(CsFLS、CsF3H和CsF35H)的Pearson相关系数较低,相关性较低。研究结果表明,CsMYB30、CsMYB34和CsMYB37可能是调控C.sinensis没食子酰化儿茶素生物合成的关键转录因子。

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03、LWT

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华南农业大学园艺学院茶学bpq团队在LWT发表《Amulti-omicsviewofthepreservationeffectonCamelliasinensisleavesduringlowtemperaturepostharvesttransportation》,本文第一作者陈家浩目前为团队博士生。通讯地址为华南农业大学和广东省农科院。

本文通过基础生理数据加转录组代谢组联合分析比较了温度变化在茶叶运输过程中各指标的变化,并基于数据提供了一套运输环境的响应模型,为优化茶叶运输条件提供一定理论基础。

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RTG是低温运输组(8±2℃条件),NRTG是常温运输组(30±3℃条件),鲜叶作为阳性对照。测定了三组含水量、叶片光和效率、咖啡因和各类氨基酸含量。用含水量、色值(L*、a*、B*、ΔE)、布朗宁指数(BI)和叶绿素荧光(Fv/Fm)对采后茶叶品质进行了初步评价。在常温运输条件下茶叶品种损失较大,但低温条件下也无法避免各类胁迫造成的损失,只是相较常温下而言有明显改观。内在品质方面,与RTG相比,NRTG中EGC、EC、EGCG和ECG含量显著降低,而GC和C含量显著增加。

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分别对低温运输组和常温运输组进行了代谢组和转录组测定,联合分析后重点对类黄酮代谢、咖啡因代谢和氨基酸代谢三条最为富集的通路进行重点分析。三个通路均采用通路+热图+共表达神经网络分析的方式。

在类黄酮通路中,冷藏运输环境通过将相关合成基因的表达维持在相对高的水平,有效地增加了儿茶素的生物合成,从而补偿了儿茶素的降解,而在非冷藏组中,其他形式的黄酮类化合物响应因环境胁迫而快速积累。且TF家族的一些基因,包括bHLH137,DOF180,SCPL1A12,ANR和B3-ARF,在不同运输环境下可能对黄酮类化合物的代谢有很大的影响。在咖啡因代谢中,我们发现三个AP2/ERFTF基因在咖啡因调节中起关键作用。在氨基酸合成通路中部分TF家族基因表达显著上调,提示它们是不同运输环境下氨基酸代谢的主要参与者。故推测不同运输环境下氨基酸代谢的调节主要是由于植物激素响应。

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来源:热爱学习的bpq  华农大刘少群博士茶叶团队,信息贵在分享,如涉及版权问题请联系删除