2015年, 第35卷, 第1期　
刊出日期：2015-02-15

  

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  茶叶生物化学研究进展

  宛晓春, 李大祥, 张正竹, 夏涛, 凌铁军, 陈琪

  茶叶科学. 2015, 35(1): 1-10. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.002

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  茶叶生物化学是研究茶树生命化学的科学,主要在生物化学与分子水平上探讨茶树特别是新梢中特征性次级代谢产物的合成途径、结构与功能,以及在茶叶加工及贮藏过程中的转化规律,与茶叶品质形成的关系。近年来,茶叶生物化学主要侧重在与茶叶品质和健康功效密切相关的儿茶素、咖啡碱、茶氨酸、萜烯类香气物质等合成途径的研究,并在茶树基因组、特异性茶树种质资源代谢组、茶叶加工过程代谢谱、茶叶品质化学等领域开展了深入研究,取得了一些突破性进展。茶叶生物化学作为茶叶科学的基础,其研究成果为茶树栽培和育种、茶叶加工和深加工、茶叶贸易和茶文化提供了理论依据和方法手段。随着行业和科技的发展,茶叶生物化学研究的深入和拓展,在茶产业的可持续发展中发挥着愈来愈重要的作用。
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  茶树种质资源研究进展

  马建强, 姚明哲, 陈亮

  茶叶科学. 2015, 35(1): 11-16. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.003

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  茶树种质资源是茶树育种、遗传研究和生产利用的物质基础,也是茶产业持续发展的潜力所在。本文综述了近年来国内外茶树种质资源的收集、保存、鉴定评价和利用的研究进展,并针对我国茶树种质资源研究中存在的问题,展望了相关研究的发展方向。
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  丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达

  陈东生, 王坤波, 李勤, 李娟, 黄建安, 刘仲华

  茶叶科学. 2015, 35(1): 17-23. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.004

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  通过PCR方法克隆丰水梨PPO基因全长,并将其登录Genebank,登录号JQ861265。基因全长1782βbp,无内含子,编码的PPO属于亲水性蛋白质,无跨膜结构,含有593个氨基酸,分子量约为65.8βkDa,理论等电点为8.4。N端含有一段由47个氨基酸组成的转运肽。去除转运肽的成熟PPO分子量为60.8βkDa,理论等电点为6.69。PPO中含有两个铜离子结合区,主要位于PPO二级结构中的α-螺旋区域中。原核诱导目的蛋白在诱导3~6βh后积累量较大。诱导蛋白（PPO前体和成熟PPO）均能氧化儿茶素形成茶黄素。
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  茶树转录因子基因CsDREB-A4的克隆与温度胁迫响应的分析

  刘志薇, 熊洋洋, 李彤, 严雅君, 韩洪润, 吴致君, 庄静

  茶叶科学. 2015, 35(1): 24-34. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.006

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  基于本实验室茶树品种迎霜的转录组数据,通过PCR方法从迎霜的DNA中克隆得到CsDREB-A4基因。分析显示,该基因含开放阅读框长708βbp,编码235个氨基酸,含有AP2/ERF家族转录因子典型的保守AP2结合域,并且与大豆、番茄、葡萄、拟南芥等的DREB转录因子有高度同源性。从进化树、亲/疏水性、无序化特性、二级和三级结构等方面进行预测与分析,结果表明,该转录因子属于AP2/ERF家族中的DREB亚族的A4组,大多数氨基酸属亲水性氨基酸,无序化特征比较明显,三级结构与AtERF1相似。利用实时荧光定量PCR分析表明,在迎霜、安吉白茶、云南十里香3个茶树品种中CsDREB-A4基因均受高温、低温诱导表达。在4℃处理下,在上述3个茶树品种中CsDREB-A4基因表达量均在24βh时达到最大值,分别为对照的23、4、43倍,并且CsDREB-A4基因在迎霜和云南十里香中均比安吉白茶的基因表达上调时间更长,上调程度更大。在38℃处理下,CsDREB-A4基因在迎霜和云南十里香中表达受抑制,均只在8βh时表达量高于对照,而在安吉白茶中表达量显著增加,在12βh时高达对照的2β720倍。
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  茶树肉桂酸4-羟基化酶基因的克隆及表达分析

  姚胜波, 王文钊, 李明卓, 许玉娇, 王云生, 刘亚军, 高丽萍, 夏涛

  茶叶科学. 2015, 35(1): 35-44. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.007

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  肉桂酸4-羟基化酶（Cinnamate 4-hydroxylase, C4H）是茶树苯丙烷代谢途径中的关键酶,能够影响木质素和类黄酮等次级代谢物的生物合成。本文采用5′-RACE技术,克隆了茶树肉桂酸4-羟基化酶基因（CsC4H）的全长序列,其中开放阅读框长1β518βbp,编码505个氨基酸,推测蛋白分子量为58.15βkD,理论等电点为9.29。利用基因组步移技术克隆得到该基因上游1β840βbp的启动子序列。该启动子区域除了分布有TAAT-box和CAAT-box等基本转录元件外,还存在多个诱导型和组织特异型的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果表明该基因在芽、叶、茎、根中都有表达。将该基因重组至表达载体pYES-DEST52上,并在酿酒酵母WAT11中进行真核表达。利用LC-MS方法检测酶反应产物,结果表明目的蛋白能够催化肉桂酸生成p-香豆酸。
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  茶树生长素受体基因CsTIR1的克隆与表达分析

  曹红利, 岳川, 周艳华, 王璐, 郝心愿, 曾建明, 杨亚军, 王新超

  茶叶科学. 2015, 35(1): 45-54. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.009

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  吲哚-3-乙酸（又称IAA或生长素）,在植物生长发育中具有重要的调控作用,其作用主要通过信号转导途径来完成。生长素受体是其信号转导的关键元件之一。本研究通过RACE克隆,获得了茶树中生长素受体CsTIR1基因的cDNA全长序列（NCBI登录号：JX050147）。CsTIR1序列全长2β315βbp,含1β746βbp的完整开放阅读框,编码581个氨基酸,预测分子量65.18βkD,理论等电点（pI）5.64。茶树CsTIR1与烟草TIR1的相似性最高达82%,亲缘关系最近。CsTIR1含有1个F-box结构域和6个LRR结构域,三级结构形如“蘑菇状”。CsTIR1在茶树的根、茎、叶和花中具有组织表达特异性;其表达受IAA诱导,3种不同浓度的IAA均能诱导CsTIR1上调表达,且在50βμmol·L^-1浓度下表达量最大;ABA、GA3、MeJA和BR等激素也能够显著上调其表达;CsTIR1在越冬休眠芽中的表达量低,在活跃期中上调表达。
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  茶树GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

  肖瑶, 周天山, 李佼, 张佳欣, 余有本

  茶叶科学. 2015, 35(1): 55-63. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.010

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  抗坏血酸（Vc）是重要的抗氧化剂,在茶树体内的各种生理代谢及抵御非生物胁迫中起重要作用,Vc含量关系到绿茶品质优劣。GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶（GMP）是茶树Vc生物合成途径中的关键酶之一。本研究通过RACE-PCR方法从茶树中克隆了GMP cDNA全长序列,共计1510βbp,其中包含1β086βbp的开放阅读框（ORF）,编码361个氨基酸,推测蛋白分子量为39.599βkDa。BLAST分析表明,茶树GMP基因氨基酸序列与猕猴桃的亲缘性最高,达到96%。实时定量PCR分析表明,茶树新梢芽下第三叶中GMP基因表达量最高,嫩茎中最低,不同品种茶树新梢叶片中表达量存在明显差异。高温胁迫初期,GMP基因表达量及抗坏血酸含量迅速升高,然后逐渐下降且均低于同期对照。
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  茶树GAGP基因克隆及表达分析

  李远华, 陆建良, 范方媛, 石玉涛

  茶叶科学. 2015, 35(1): 64-72. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.012

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  采用SSH技术分析了VA菌根处理后福鼎大白茶根系基因差异表达情况,获得了差异序列,序列比对显示,在下调表达序列中可能包含了10种未知功能的基因;在上调表达序列中可能包含了5种可能的基因。采用RACE技术获得GAGP基因长3β146βbp（GenBank,登录号KJ946251）,具有2β769βbp开放阅读框（1^st~2β769^th）,编码923个氨基酸。分子生物信息学分析表明,GAGP蛋白分子量约106.9βkD,等电点为8.42,定位于线粒体内。定量PCR分析表明,GAGP在茶树叶片中表达强度存在明显的品种差异,GAGP对生物性和非生物性胁迫均有明显响应。
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  萎凋温度对鲜叶主要生化成分和酶活动态变化规律的影响

  滑金杰, 袁海波, 王伟伟, 江用文, 刘千录, 陈根生, 汪芳

  茶叶科学. 2015, 35(1): 73-81. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.014

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  以一芽二叶茶鲜叶为原料,设置20、28、36℃ 3个萎凋温度梯度,取不同含水率的萎凋叶,测定茶多酚、氨基酸、黄酮、可溶性蛋白质和可溶性糖等含量,以及多酚氧化酶和过氧化物酶的酶活,并对后续加工叶的主要生化成分进行测定,研究萎凋温度对鲜叶主要生化成分和酶活性动态变化规律的影响。结果表明,随着萎凋过程鲜叶含水率的逐渐下降,茶多酚、可溶性蛋白质、可溶性糖等含量均呈现下降的趋势,36℃和28℃处理下茶多酚含量无显著差异,均高于20℃处理,可溶性蛋白质和可溶性糖含量与温度呈负相关;氨基酸和黄酮含量呈上升趋势,不同处理间36℃>28℃>20℃;CO₂释放量总体呈“降-升-降”的变化趋势,以36℃处理样的释放量相对最大;多酚氧化酶活性呈缓慢下降的趋势,过氧化物酶活性呈上升趋势,且均以28℃处理酶活性最高。成品茶中28℃处理样的茶黄素、茶红素、茶多酚等含量最高,感官审评结果也表明28℃处理样的汤色、滋味等得分最高,品质最优。
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  不同施氮量对两种茶园土壤硝化作用和pH值的影响

  王峰, 陈玉真, 尤志明, 吴志丹, 江福英, 张文锦, 翁伯琦

  茶叶科学. 2015, 35(1): 82-90. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.016

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  在土壤最大持水量60%和温度25℃的实验室培养条件下,对采自福建武夷山的两种类型土壤（黄壤和红壤）进行46βd的培养实验,研究了不同施氮量对茶园土壤硝化作用和pH值的影响。结果表明,两种茶园土壤中尿素的水解过程有明显差别,黄壤茶园土壤中尿素水解率高且较快（2~6βd）,红壤茶园中水解过程达到了16βd;对照处理（N0）两种茶园硝化率分别为81.32%和73.48%,黄壤茶园土壤硝化作用显著高于红壤茶园（P<0.05）;无论施氮与否,两种茶园土壤NO₃^--N含量随时间的变化趋势呈“J”型,具有11~16βd的延滞期,符合指数方程N=N₀e^kt（P<0.01）;施氮后,两种茶园土壤的净消化量、净硝化速率和k值（P<0.05）均显著增加,且随施氮量的增加而增加,但土壤硝化率（P<0.05）显著降低;无论施氮与否,黄壤茶园土壤N₂O排放速率在培养期间总体高于红壤茶园土壤,且前者累积排放量显著高于后者（P<0.05）;氮肥施用导致两种茶园土壤pH值下降,较对照分别下降了0.16~0.52和0.11~0.25,施氮量越大,pH值下降越多。以上结果表明,研究中两种茶园土壤硝化作用较强,均存在硝化作用延滞期（11~16βd）,有利于茶树对铵态氮的吸收利用;施氮导致土壤pH值降低,加速土壤酸化。
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  茶皂素诱导生物降解多氯联苯的初步研究

  李雪莲, 方治国, 夏会龙

  茶叶科学. 2015, 35(1): 91-96. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.017

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  从土壤中筛选分离出两株茶皂素利用菌WTS和YTS,这两个菌株在利用茶皂素生长繁殖的同时,对多氯联苯（PCBs）的降解有明显的促进作用。在茶皂素共存的条件下,WTS菌对PCB 77、PCB 118和PCB 138的降解速率常数分别提高了4.3倍、4.8倍和2.8倍,YTS菌对PCB 77、PCB 118和PCB 138的降解速率常数分别提高了7.1倍、9.1倍和8.9倍。结果初步表明,茶皂素能明显促进微生物对多氯联苯的降解,可望开发成一种良好的PCBs降解诱导剂,值得进一步深入研究。
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  抗茶树冰核细菌内生菌的筛选及鉴定

  黄晓琴, 张丽霞, 刘会香, 陈宗懋, 李多川

  茶叶科学. 2015, 35(1): 97-102. https://doi.org/10.13305/j.cnki.jts.2015.01.018

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  从茶树内生菌中进行了冰核细菌拮抗菌的筛选,得到菌株Y1,通过对菌株Y1进行形态学观察、生理生化指标测定及16βS rDNA序列测定和序列同源性分析,将菌株Y1鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。本研究获得了茶树内生拮抗菌株,明确了菌株Y1的种属,有利于冰核细菌生物防治的开展。