近日,国际知名学术期刊《Food Research International》(中科院一区,影响因子6.475)以“Integrated metabolic phenotypes and gene expression profiles revealed the effect of spreading on aroma volatiles formation in postharvest leaves of green tea”为题发表了茶叶所茶树资源与育种团队联合安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室的研究论文。

“花香显”是高品质绿茶的重要特征,本研究以春季一芽二叶鲜叶为材料,结合挥发性代谢组学和转录组学技术探究了绿茶采后摊放过程中香气形成及调控机制。结果表明,茶鲜叶摊放之后茶叶的香气物质含量均上升,但是升高的程度因品种而异,预示着在实际生产加工过程中要根据品种的特性设置加工流程,才能发挥出品种的最大优势。为了进一步评估摊放过程中香气物质含量的改变对于茶叶品质的影响,本研究还引入了Wickremasinghe-Yamanishi ratio和 Owuor’s flavor index两个指数对三个品种不同摊放程度下的香气品质变化进行评估,结果显示摊放可以提高绿茶的香气品质,而从三个品种间的两个指数变化情况则可以看出‘黔茶1号’更适合制高品质绿茶。

进一步结合转录组数据分析发现摊放过程中的差异表达基因主要富集在α-亚麻酸代谢途径、萜烯合成途径、激素信号转导途径、淀粉和糖代谢途径、氨基酸代谢途径以及类黄酮代谢途径。其中α-亚麻酸代谢途径、萜烯合成途径以及激素信号转导途径中的ABA及JA信号途径的许多关键基因均呈现上调表达趋势,这与相关香气物质的含量变化呈现一致性,预示着上述途径基因的表达参与了摊放过程中香气物质的合成;而糖苷水解途径的糖苷水解酶基因的表达在总体上呈现下降趋势,表明摊放过程中糖苷水解并未加剧,预示着绿茶摊放过程中香气物质含量的增加并非得益于糖苷水解,依旧是从头合成占主导。此外,本研究还发现许多转录因子基因在摊放过程中的转录水平发生了显著变化,预示着基因的转录调控机制也发挥了重要作用。同时,通过基因表达与主要香气物质的加权基因共表达网络分析,本研究鉴定到了两个与摊放过程中香气含量变化情况高度相关的基因共表达网络,筛选出了一批关键的香气合成调控基因,为后续探究茶叶香气形成的调控机制提供了参考。

编  审:王家伦