毛葉茶(Camellia ptilophylla )以可可堿為主要嘌呤生物堿，大部分單株不含咖啡堿，可作為開(kāi)發(fā)低咖啡堿茶的原料。
2023年6月，Beverage Plant Research 期刊在線發(fā)表了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)題為 Differential accumulation mechanisms of purine alkaloids and catechins in Camellia ptilophylla, a natural theobromine-rich tea 的研究論文。
本研究主要通過(guò)HPLC檢測(cè)毛葉茶生物堿和兒茶素的組成差異，并通過(guò)有參轉(zhuǎn)錄組分析不同生物堿組成的毛葉茶在轉(zhuǎn)錄水平上的差異(轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)NCBI編號(hào)：PRJNA972319)。結(jié)果顯示，在研究的32株毛葉茶中，約有80%不含咖啡堿而含有不同含量的可可堿;在兒茶素組成上，TB(只含有可可堿，不含咖啡堿)中以GCG和GC兒茶素為主，而CAF(含有大量咖啡堿和少量可可堿)則以EGCG為主(圖1)。
圖1 毛葉茶TB和CAF主要次生代謝物含量
RNA-seq用于發(fā)現(xiàn)TB和CAF中嘌呤生物堿和兒茶素在轉(zhuǎn)錄水平上的潛在調(diào)控機(jī)制。結(jié)果顯示，相較于CAF，TB中的SAM途徑與AMP途徑更加活躍，這有助于合成咖啡因和可可堿的前體物質(zhì)——黃嘌呤核苷。同時(shí)，合成可可堿的MXMT 基因(7-甲基黃嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶)在TB中的表達(dá)量顯著上調(diào)，與嘌呤生物堿降解相關(guān)的大量基因在TB中下調(diào)表達(dá)(圖2)。
圖2 嘌呤生物堿合成與降解通路以及相關(guān)基因表達(dá)
關(guān)于兒茶素合成，TB中的F3'H, F3'5'H 和SCPL1A 顯著上調(diào)，但調(diào)控GC合成的LAR 卻無(wú)顯著變化，ANR 顯著下調(diào)，推測(cè)毛葉茶中GCG含量與F3'H, F3'5'H 和SCPL1A 的上調(diào)和ANR 的下調(diào)有關(guān)。本研究篩選了與可可堿和GCG生物合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，AP2/ERF-ERFs(TEA013405.1, TEA028649.1)和MYBs(TEA028555.1，TEA024836.1)的表達(dá)量與MXMT 的表達(dá)量具有強(qiáng)相關(guān)性。B3(TEA015867.1), GRF(TEA028352.1)以及AP2/ERF-ERF (TEA001056.1)的表達(dá)量與CsSCPL11-1 的表達(dá)量具有強(qiáng)相關(guān)性。
本文為研究毛葉茶中可可堿和GCG的積累提供了一定基礎(chǔ)，為開(kāi)發(fā)低咖啡因或高GCG茶樹(shù)品種提供參考，以滿足多樣化的市場(chǎng)需求。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院應(yīng)晨濤為第一作者，孫彬妹副教授與劉少群研究員為論文共同通訊作者，該工作得到了廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2023A1515010786)及廣東省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(2022A1515111141)的支持。
來(lái)源：中國(guó)茶葉學(xué)會(huì)
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