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期刊基本信息
刊名:茶叶科学
刊名题词:朱德
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国茶叶学会
     中国农业科学院茶叶研究所
编辑出版:《茶叶科学》编辑部
创刊时间:1964年
刊期:双月刊
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本期目录

    2023年 第43卷 第3期    刊出日期:2023-06-15
      
    研究报告
    森林茶园古茶树大理茶叶绿体基因组密码子偏好性及系统发育研究
    佟岩, 黄荟, 王雨华
    2023, 43(3):  297-309.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.010
    摘要 ( 207 )   PDF (571KB) ( 179 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    大理茶(Camellia taliensis)是古茶林森林茶园的重要茶种之一,参与了大叶茶的起源驯化。为了解大理茶叶绿体基因组密码子偏好性,探讨影响密码子偏好性形成的因素,对其进行了中性绘图分析、ENC-plot、PR2-plot分析,并寻找最优密码子。结果表明,大理茶叶绿体54条编码序列(CDS)的GC含量为37.68%,GC1、GC2的含量分别为46.44%、39.77%,高于GC3(27.67%),说明其叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A、U结尾;有效密码子数ENC范围为35.64~56.67,平均值为46.1,表明其密码子偏好性较弱;中性绘图分析、ENC-plot分析和PR2-plot偏倚分析表明,影响大理茶叶绿体密码子偏好性的主要因素是自然选择;有11个密码子被确定为最优密码子。虽然基于matK基因和CDS序列构建的茶组植物系统发育树显示的拓扑结构有所不同,但所有树型均显示大理茶与秃房茶聚为一支,且是栽培茶的近缘种。本研究为解析大理茶的遗传进化,系统发育提供了基础,为大理茶重要农艺性状改良提供了科学依据。
    基于GBS-SNP的武夷茶树(Camellia sinensis,Synonym:Thea bohea L.)遗传分析及标记开发
    李力, 罗盛财, 王飞权, 黎巷汝, 冯花, 石玉涛, 叶江华, 刘菲, 赵佳林, 李舒莹, 张渤
    2023, 43(3):  310-324.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.001
    摘要 ( 159 )   PDF (4730KB) ( 88 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    为深入了解武夷茶树(Camellia sinensis,异名:Thea bohea L.)的遗传多样性与背景关系,收集126个武夷茶树品种/品系与223个来自12个不同地区的优异茶树品种/品系,共349份茶树资源。采用基因分型测序(Genotyping by sequencing,GBS)技术筛选出973个高质量核心SNP进行茶树遗传多样性及背景关系分析。基于模型的遗传结构(Structure)、系统发育树(NJ tree)和主成分分析(PCA)结果表明,349个茶树可分为5个亚群,亚群聚类主要是基于茶树之间的亲缘关系,而不是树型或叶形等形态特征。基因流分析表明,从闽南地区到武夷山地区和武夷山地区到浙江地区存在基因渗入。遗传相似度分析显示,在349个茶树中有136对样本的遗传相似系数大于0.9,其中有26对涉及武夷茶树品种/品系。通过两两比对的辨识度分析,从973个SNP标记中筛选出21个可100%识别349个茶树品种/品系的SNP标记,其中18个SNP标记即可100%识别126个武夷茶树品种/品系,并建立遗传指纹图谱与开发鉴定引物。研究结果为今后武夷茶树种质资源的管理和育种提供有价值的信息。
    茶树CsNCED2启动子互作转录因子筛选及在非生物胁迫中的响应
    李佳思, 刘迎庆, 张永恒, 张迎澳, 肖烨子, 刘露, 余有本
    2023, 43(3):  325-334.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.007
    摘要 ( 169 )   PDF (1496KB) ( 95 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是脱落酸(ABA)合成过程中的关键限速酶,广泛参与植物的生长发育及非生物胁迫响应过程。茶树中CsNCED2参与响应盐胁迫和干旱胁迫,但其转录调控机制尚不明确。通过酵母单杂交文库筛选技术,获得2个结合茶树CsNCED2启动子的转录因子CsDof5.4和CsERF38,亚细胞定位、酵母自激活检测及荧光素酶试验表明,它们都定位于细胞核并能激活CsNCED2的表达。RT-qPCR结果表明,在盐胁迫下,CsERF38CsDof5.4的表达均与CsNCED2的表达呈显著正相关;干旱胁迫下,只有CsERF38CsNCED2的表达呈正相关。本研究筛选出2个与茶树CsNCED2启动子互作的转录因子CsDof5.4和CsERF38,而干旱、盐胁迫均能诱导CsNCED2基因上调表达,从而参与茶树非生物胁迫响应过程。
    植物激素对茶树春季新梢生长发育的调控作用研究
    李聪聪, 王浩乾, 叶玙璠, 陈瑶, 任恒泽, 李宇腾, 郝心愿, 王新超, 曹红利, 岳川
    2023, 43(3):  335-348.  doi: 10.13305/j.cnki.jts.2023.03.002
    摘要 ( 141 )   PDF (1612KB) ( 87 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    激素在植物生长发育调控中发挥重要作用,为明确不同激素对茶树新梢生长发育的影响,挖掘参与调控这一过程的主要通路和关键基因,以龙井43为试材,在茶树处于萌动期时分别进行100 μmol·L-1脱落酸(ABA)、100 μmol·L-1赤霉素(GA3)和100 μmol·L-1吲哚-3-乙酸(IAA)喷施处理,观察新梢萌发表型,并对处理后第7天的新梢进行转录组测序分析。结果显示,外源ABA处理抑制新梢生长,处理7 d后芽长极显著短于对照;GA3和IAA处理则具有促进作用,GA3处理7 d芽长极显著长于对照,IAA处理14 d芽长极显著长于对照。转录组分析表明,ABA处理新梢中的氨基酸生物合成通路、GA3处理的氧化磷酸化通路和光合作用通路及IAA处理的类黄酮生物合成通路是差异基因富集的主要通路;植物激素通路、光合作用通路相关的GAI、PSBO2、PSBQ-2PSBP-1可能是参与新梢生长发育的关键基因。对部分候选基因的表达模式进行实时荧光定量验证,表明转录组分析结果可靠。以上研究明确了激素影响茶树新梢生长发育的主要通路和关键基因,将为全面揭示茶树新梢生长发育调控机制提供理论依据。
    氮素形态和弱光胁迫对茶树生长代谢的影响
    申瑞寒, 马立锋, 杨向德, 方丽
    2023, 43(3):  349-355.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.01
    摘要 ( 159 )   PDF (295KB) ( 107 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    为解析氮(N)素形态和弱光胁迫对茶树生长代谢的影响,以2年生龙井43扦插苗为试验材料,通过溶液培养分别供给NH4+-N和NO3--N 2种不同形态N源,以及正常光照和弱光2种光照强度。结果表明:(1)茶苗净光合速率主要受N素形态影响,正常光照条件下,NH4+-N处理明显高于NO3--N处理;相同氮素条件下,与正常光照相比,弱光胁迫有减弱茶苗净光合速率的趋势。(2)茶苗新梢叶绿素含量主要受氮素形态和光照共同影响,弱光胁迫有助于提高叶绿素含量。正常光照时NH4+-N处理的茶苗新梢叶绿素含量显著高于NO3--N处理,但叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量的比值(Chl a/b)基本不变,弱光胁迫后新梢叶绿素含量增加,但NH4+-N处理的新梢Chl a/b值明显提高,而NO3--N处理的Chl a/b值略有下降,茶树施用NO3--N比施用NH4+-N更具有耐荫性。(3)茶苗N素吸收主要受N素形态和光照共同影响,弱光胁迫有助于提高茶苗新梢N素的累积。正常光照时NH4+-N处理的茶苗新梢N含量要明显高于NO3--N处理,弱光胁迫明显增加茶树地上部N含量。(4)新梢品质成分变化主要受到光照影响,但酚氨比的变化受光照和氮源的共同作用影响。正常光照下NH4+-N处理新梢游离氨基酸总量和咖啡碱含量明显高于NO3--N处理,而酚氨比则低于NO3--N处理。弱光胁迫后新梢中游离氨基酸和咖啡碱含量进一步升高,而茶多酚含量和酚氨比降低,NO3--N处理新梢中游离氨基酸总量增加速率和茶多酚含量、酚氨比下降速率更快。研究结果为解析其机制提供理论依据。
    适制宁红茶茶树品种的可溶态和膜结合态多酚氧化酶特性比较
    占坤, 杨正利, 徐子怡, 赖章凤, 李军, 陈罗君, 周四喜, 李明玺, 甘玉迪
    2023, 43(3):  356-366.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.003
    摘要 ( 166 )   PDF (459KB) ( 77 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    为探究适制宁红茶茶树品种多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)的酶学性质,提高宁红茶茶黄素含量,以宁州群体种、宁州2号、大叶龙品种的一芽二叶鲜叶为试验材料,获取膜结合态多酚氧化酶(Membrane-bound polyphenol oxidase,mPPO)和可溶态多酚氧化酶(Soluble polyphenol oxidase,sPPO)粗酶,并进行酶学性质分析。以邻苯二酚为底物,3个茶树品种mPPO比活力均高于sPPO比活力,大叶龙mPPO比活力最高,为(542.59±25.13)U·mg-1,宁州2号的sPPO比活力最低,为(112.57±14.01)U·mg-1。mPPO最适反应温度在40~60 ℃,sPPO最适反应温度在30~50 ℃,宁州2号和大叶龙的mPPO最适反应温度最高均为55 ℃,宁州2号和宁州群体种的sPPO最适反应温度最低为35 ℃。sPPO最适pH值在7.00~8.50,有1个峰,而mPPO最适pH值在5.00~8.00,有2个峰,宁州群体种的sPPO最适pH值为8.00,宁州2号mPPO最适pH为5.50。mPPO和sPPO对二羟基酚有较强亲和力,其中宁州2号mPPO对邻苯二酚亲和力最强,催化效率最高。抗坏血酸对宁州群体种sPPO抑制效果最好,卤化物抑制剂对适制宁红茶茶树品种sPPO与mPPO活性均无抑制作用,EDTA对适制宁红茶茶树品种mPPO均有活化作用。适制宁红茶茶树品种sPPO和mPPO的热失活遵循一级反应动力学规律,大叶龙mPPO耐热性最好,热敏感性最差,对温度敏感性最弱,而宁州群体种sPPO耐热性最差,热敏感性最强,对温度敏感性最强。结果表明,不同茶树品种间sPPO和mPPO酶特性有一定差异,大叶龙品种mPPO比活力最高,耐热性最好,可为高茶黄素宁红茶加工提供合适酶源。
    小贯小绿叶蝉(Empoasca onukii)的生长发育对自身视觉能力的影响
    谭畅, 单瑶, 周孝森, 姚秋怡, 蔡晓明, 边磊
    2023, 43(3):  367-376.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.004
    摘要 ( 157 )   PDF (1304KB) ( 82 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    异速生长普遍存在于昆虫的生长发育过程中,是昆虫适应外界环境的重要策略。视觉线索是小贯小绿叶蝉(Empoasca onukii)寄主选择和飞行运动的关键信息,随着叶蝉龄期的增长,叶蝉的体型和活动能力逐渐增强,同时复眼的形态也发生显著变化。通过组织学和行为学技术,测定叶蝉不同龄期复眼形态结构和视觉能力的变化特征,明确了叶蝉的视觉能力在生长发育过程中逐渐增强,从1龄至5龄,若虫的光学灵敏度从0.04 μm2·sr提升至0.11 μm2·sr,视觉敏锐度从0.086 cpd(Cycles per degree,周/度)提升至0.112 cpd,均符合异速生长规律,但增速慢于若虫体型的增长速度。若虫羽化后复眼中部区域的光学灵敏度下降且雌雄虫存在显著差异,虽然成虫的视觉敏锐度有所提升,但依旧属于低分辨率视觉,有效视距非常有限。本研究证实了叶蝉为了优先体型及其运动相关器官的发育,视觉能力增长速度选择放缓且主要注重复眼视野的增加,以便于叶蝉感知大范围的视觉线索。
    一种基于儿茶素的多酚氧化酶交联聚集体制备及其高效催化合成茶黄素-3,3ʹ-双没食子酸酯研究
    周晶辉, 刘昌伟, 张盛, 许岗, 胥伟, 黄建安, 刘仲华
    2023, 43(3):  377-388.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.005
    摘要 ( 155 )   PDF (1818KB) ( 106 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    为了更加高效低成本地制备茶黄素,以儿茶素作为多酚氧化酶蛋白的交联试剂,对巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)来源的多酚氧化酶进行了酶交联聚集体的制备并应用于茶黄素-3,3ʹ-双没食子酸酯的合成。通过对酶交联参数优化以及交联前后的酶催化性能研究,结果表明,在pH 4.0,EGCG为0.5 mg·mL-1,多酚氧化酶活性200 U·mL-1,交联时间50 min时,可以获得交联酶的最佳酶活回收率。与游离酶相比,交联酶表现出更优异的催化性能(热稳定性、有机溶剂耐受性、底物耐受性)。交联酶被用于合成茶黄素-3,3ʹ-双没食子酸酯时,产物质量浓度可达800 μg·mL-1,且交联酶能被重复循环使用至少3个批次,利用该方法制备茶黄素,可以显著降低酶的应用成本,具有潜在工业化应用价值。
    酸体系下改良分散固相萃取用于茶叶农残快速检测的前处理技术
    吴正浩, 郑芹芹, 郝振霞, 王晨, 陈红平, 鲁成银
    2023, 43(3):  389-398.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.008
    摘要 ( 145 )   PDF (774KB) ( 101 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    基质干扰是造成茶叶中农药残留快速检测假阳性结果的最主要原因。囿于咖啡碱等基质成分的理化性质,这些基质成分的高效去除一直是茶样前处理方法开发中的难题。基于基质成分的分子结构特征,在常规茶样前处理方法的基础上,引入酸溶液和聚乙烯聚吡咯烷酮吸附剂,开发了一种高效、高选择性的茶样前处理方法,茶多酚、咖啡碱、氨基酸等基质成分去除率达到99.99%以上,显著降低了茶样检测的基质效应。利用本方法,实现了茶叶中克百威和灭多威的残留检测,检出限分别达到0.57 mg·kg-1和0.20 mg·kg-1
    EGCG改善高果糖饮食小鼠代谢紊乱的作用与机制研究
    周继红, 陈蔚, 丁乐佳, 王岳飞
    2023, 43(3):  399-410.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.012
    摘要 ( 163 )   PDF (3419KB) ( 159 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    为探究表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对高果糖饮食诱导代谢紊乱的作用功效及机制,将15只雄性SPF级C57BL/6小鼠随机分为3组:正常饮食组(NCD)、高果糖饮食组(HFD)和高果糖补充1% EGCG饮食组(HFE)。饲喂8周后测定小鼠的体质量、能量利用率、ALT和AST含量及组织形态学染色等参数。ELISA检测肝脏TNF-α、IL-1β、IL-6和肠道IL-6炎症因子水平,实时荧光定量PCR检测肝脏Srebp-1cTlr4Myd88及肠道Zo-1Tlr4Myd88基因表达水平,免疫组化检测ZO-1、Occludin蛋白表达水平。试验表明,膳食补充EGCG能够有效抑制高果糖饮食诱导的小鼠体重增加、脂肪积累、肝脏及肠道炎症因子释放,并可上调肠壁完整性相关的Zo-1基因表达水平和ZO-1、Occludin蛋白表达水平,下调肝脏中脂质代谢相关的Srebp-1c基因表达水平,下调肠道和肝脏中炎症相关的Tlr4Myd88基因表达水平。以上结果表明,膳食补充EGCG对高果糖饮食诱导的代谢障碍和炎症反应有一定的预防作用,其机理可能与TLR4/MyD88信号通路介导的肠-肝轴调控机制有关。
    多茶类CNN图像识别的数据增强优化及类激活映射量化评价
    章展熠, 张宝荃, 王周立, 杨垚, 范冬梅, 何卫中, 马军辉, 林杰
    2023, 43(3):  411-423.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.006
    摘要 ( 157 )   PDF (1936KB) ( 313 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    我国茶叶种类繁多,识别难度大。卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)图像识别具有客观性、适应复杂图片背景且可移植于移动端的优势。但当前茶叶CNN图像识别缺乏对数据增强优化和识别准确性客观评价的研究,限制了模型识别的鲁棒性和泛化能力。采集29种常见茶类共6 123张图像构建数据集,对比了10种图像数据增强方法的ResNet-18(Residual network-18)训练效果;为了客观评价模型识别区域的准确性,构建了2个梯度加权类激活映射(Gradient-weighted class activation mapping,Grad-CAM)量化评价指标(IOB和MPI)。结果表明,网格擦除(Ratio=0.3)、分辨率扰动和HSV(Hue,Saturation,Value)颜色空间扰动是较优的数据增强方法,准确率(Accuracy)、损失值(Loss)、IOB和MPI等4个指标综合表现较优。进一步通过消融实验,得到了最佳的数据增强方法组合—水平镜像翻转+网格擦除(Ratio=0.3)+HSV颜色空间扰动,其模型测试准确率达到了99.82%、损失值仅有0.64,且IOB、MPI指标也表现较优,体现了较好的图像识别区域准确性。本研究对茶叶图像数据增强方法进行了优化,训练得到了高鲁棒性的多茶类CNN图像识别模型,构建的量化指标IOB和MPI也解决了CAM识别区域准确性客观评价的问题。
    规模异质性视角下产品加工标准化对茶企经营收益的影响
    熊云, 陈江华, 李道和
    2023, 43(3):  424-436.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.009
    摘要 ( 150 )   PDF (373KB) ( 91 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    产品加工标准化是促进茶产品质量提升,增强茶企竞争力的重要手段。基于江西省茶企微观调研数据,运用普通最小二乘法(OLS)、两阶段最小二乘法(2SLS)、处理效应模型(TEM)分析了产品加工标准化对茶企经营收益的影响,进一步采用门槛效应模型剖析了不同经营规模下产品加工标准化对茶企经营收益影响的差异。结果发现:(1)产品加工标准化对茶企经营收益有显著正向影响,采用标准化生产有助于增加企业经营收益,其中拼配工艺和感官审评测量维度影响显著,相较于未采用标准化加工方式的茶企,采用标准化加工方式的茶企的销售收入能高出10.01%;(2)产品加工标准化对茶企经营收益的影响具有规模异质性,适度规模经营下茶企产品加工标准化的增收效应明显,过大规模经营下加工标准化的增收效应不明显。因此,政府要积极引导并推进茶企加工标准化的推广和应用,同时鼓励企业将拼配工艺纳入标准化体系;倡导茶企在适度规模范围内可通过多种途径扩大经营规模,充分激发产品加工标准化的经营收益。
    中国古代茶书中的生态思想及其当代价值
    刘馨秋, 杜茜雅
    2023, 43(3):  437-446.  doi:10.13305/j.cnki.jts.2023.03.013
    摘要 ( 193 )   PDF (362KB) ( 180 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 引用本文
    中国传统生态思想以儒释道为文化内核,在追求人与自然和谐统一的过程中,提出一系列保护环境及尊重生命的思想,其形成受特定地理环境、政治状况、经济条件和思想文化等因素的影响,在此基础上产生了精耕细作的农业生产体系。受此生态思想影响,茶业发展形成一套专门的茶树种植管理与茶叶饮用方法体系,这在历代茶书中多有记载。茶业生态思想在不同时期都有具体表现,包括对茶树栽培生态环境的历史认识、茶园管理技术的发展演进及茶叶饮用方式的阶段变化等。古代茶业生态理念承袭至今,仍可供当代借鉴与施行。