茶叶科学

汤海昆, 张兰军, 张盼盼, 刘本英

2025, 45(5): 727-741. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.002

摘要 ( 34 )

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生物碱是一类具有化学多样性的含氮次级代谢产物,广泛分布于高等植物、真菌和细菌中。多数天然生物碱具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性。综述了茶叶中已鉴定的生物碱类群并简要分析其生物活性,包括嘌呤类生物碱通过拮抗腺苷受体调控神经兴奋作用、抑制磷酸二酯酶调控代谢功能及抗炎等生物活性,黄烷类生物碱预防糖尿病、抑制癌细胞血管生成等功效,异戊烯基吲哚类生物碱在抗炎、抑制癌细胞生长、保护神经细胞等方面的作用机制,并对未来茶叶生物碱的鉴定、合成及功能性评价体系构建作了展望。

CsDET2基因的鉴定及其对茶树光周期与非生物胁迫的响应分析

李桂楠, 杨妮, 罗微, 张佳琪, 胡志航, 熊爱生, 郝建楠, 庄静

2025, 45(5): 742-756. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.003

摘要 ( 32 )

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茶树是我国重要的叶用经济作物,其生长发育受植物激素的影响。油菜素甾醇（BRs）是六大植物激素之一,参与调控茶树生长发育和逆境的响应,类固醇5α-还原酶是植物油菜素甾醇生物合成途径中的关键酶。为研究茶树中类固醇5α-还原酶的特性,从茶树‘舒茶早'中克隆获得CsDET2,分析该基因所编码蛋白的理化性质、二级与三级结构、序列特征、系统发育树、亚细胞定位,启动子顺式作用元件,并检测其在不同器官、非生物胁迫、光周期为12L/12D时的表达模式。结果显示,CsDET2的开放阅读框为783 bp,共编码260个氨基酸;CsDET2的分子量为30 158.97 Da,理论等电点为9.28,主要由α-螺旋和随机卷曲组成,含有典型的类固醇脱氢酶（Steroid dehydrogenase）结构域。与15个物种的DET2序列的多重比对结果显示,氨基酸序列的一致性达78.25%。系统发育树分析结果显示CsDET2与山梨猕猴桃AfDET2亲缘关系较近。亚细胞定位试验结果显示CsDET2定位在细胞质中。顺式作用元件分析显示,CsDET2的启动子区域包含4种光响应元件、4种逆境响应元件、3种激素响应元件以及5种转录因子结合位点。荧光定量结果显示,CsDET2在各器官中均有表达,在老叶中表达量最高;光周期为12L/12D时,CsDET2在白天的表达量先降低后升高,在夜晚的表达量先升高后降低,夜晚的表达水平整体高于白天的。CsDET2的表达受光周期调节,并响应高温与高盐等非生物胁迫,同时受外源赤霉素的调控。本研究为进一步研究茶树类固醇5α-还原酶的功能提供基础。

紫芽茶树品种‘紫娟'花青素合成酶基因CsANS1的克隆与功能分析

范延艮, 萧越, 孟凡月, 刘文杰, 张颖, 孙平, 张丽霞, 任丽军

2025, 45(5): 757-769. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.004

摘要 ( 27 )

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花青素具有抗氧化、抗癌等多种健康功效,是功能型作物育种的重要靶标。花青素合成酶（ANS）是花青素生物合成关键酶,其在多种作物中已被证实可调控花青素积累。然而,茶树ANS基因（CsANS）的功能研究仍较滞后。基于‘紫娟'等4种叶色茶树比较转录组数据,鉴定出‘紫娟'紫叶中高表达的CsANS1;基因表达分析显示,CsANS1在‘紫娟'中的表达量显著高于其他品种及CsANS家族其他成员（CsANS2和CsANS3）。此外,组织表达分析表明CsANS1在‘紫娟'叶片中表达量最高,其表达水平随芽叶发育呈现先升高后降低的变化趋势。系统进化分析表明,ANS基因家族成员均具有高度保守的Fe(Ⅱ)/2OG dioxygenase结构域,且家族成员间的序列相似性高于种间同源基因。基因比较测序和蛋白三维结构预测分析发现,‘紫娟'CsANS1编码区存在2个特异非同义变异,其中165位氨基酸变异可能影响局部蛋白构象。进一步通过VIGS沉默CsANS1表达,‘紫娟'新梢花青素含量显著降低,叶片颜色变浅。本研究证实CsANS1是‘紫娟'芽叶花青素高水平积累的关键基因,可为茶树高花青素品种的分子育种提供重要靶点。

基于环介导等温扩增技术检测Colletotrichum camelliae

涂一怡, 张幼, 徐婷, 陈俊杰, 王玉春, 吕务云

2025, 45(5): 770-782. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.007

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山茶炭疽菌Colletotrichum camelliae是引起茶炭疽病的优势病原菌,该病害可致茶树大量发病叶片脱落,严重影响茶叶产量,造成较大的经济损失。因此,早期及时检测茶树叶片中有无C. camelliae侵染,对生产上及时防治茶炭疽病有重要意义。基于环介导等温扩增（Loop-mediated isothermal amplification,LAMP）技术,以C. camelliae中1个编码LEA（Late embryogenesis abundant）结构域蛋白的特异基因作为靶标,设计并筛选了3对特异性LAMP引物,包括1对外引物、1对内引物和1对环引物。随后通过特异性和灵敏度检测,以及室内接种和田间发病组织检测试验,建立了C. camelliae的LAMP检测方法。该方法在65 ℃下反应30 min效果最佳,检测结果可通过2%琼脂糖凝胶电泳验证和SYBR Green Ⅰ显色判断。在特异性检测试验中,仅C. camelliae扩增后呈阳性反应;灵敏度检测试验中,该方法对C. camelliae基因组DNA模板的最低检测质量浓度为100 ag·µL^-1;对室内接种C. camelliae后的病叶和田间18个茶树品系的炭疽病病叶的检测结果显示,该LAMP方法能准确地检测出C. camelliae。综上,本研究建立了1种C. camelliae的LAMP检测方法,具有快速简便、灵敏度高等优点,可实现C. camelliae的特异性检测及茶炭疽病的快速诊断。

不同栽培模式对籽叶双收茶树新梢生理生化特性的影响

江丽, 李朵姣, 胡新荣, 沈英姿, 郑寨生, 翁晓星, 刘淑婧, 边晓东, 袁名安, 陈暄

2025, 45(5): 783-794. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.012

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为探明籽叶双收茶树新品系在不同栽培模式下的茶叶品质及代谢差异,调查了‘金茶1号'单株稀植与条栽密植模式下的物候期以及单芽、一芽一叶、一芽二叶的长度及百芽重,并对一芽二叶的品质及代谢产物进行研究。结果表明,‘金茶1号'单株稀植模式的单芽、一芽一叶、一芽二叶的长度及百芽重均大于条栽密植模式,生育期晚于条栽密植;单株稀植模式新梢的茶多酚、儿茶素及没食子酸含量分别比条栽密植模式下高3.96、5.06、1.19百分点,而总氨基酸与茶氨酸含量分别比条栽密植模式低1.27、0.21百分点。通过比较代谢组学研究,鉴定出163种显著差异代谢物,主要富集在氨基酸及多酚生物合成途径。单株稀植模式下‘金茶1号'的脱落酸、赤霉素和茉莉酸等含量显著高于条栽密植模式;而吲哚乙酸、6-糠氨基嘌呤及吲哚-丁酸显著低于条栽密植模式。研究阐明了不同栽培模式通过协同调控内源激素与代谢通路影响籽叶双收茶树鲜叶品质的机制,为产业化推广提供高效栽培的实践模式。

茶树叶色鉴别、分类研究与叶色体系构建

王开荣, 张龙杰, 梁月荣, 黎晓湘, 郑新强

2025, 45(5): 795-807. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.005

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利用PANTONE比色卡和RHS植物比色卡对865份彩色茶树种质叶色进行比对获得色卡值,进行语言描述;借助色彩学原理和茶树种质叶色性状描述规范,根据茶树叶片呈色规律,设立了叶色鉴别与分类的依据和方法;在叶色定义基础上,建立了由类、系、亚系、色阶等4级层面组成的茶树叶色组成框架,将现有茶树叶色划分成5类、9个色系、6个亚系（分属3个色系）、72个色阶,并绘制了茶树叶色体系图（叶色轮）,为彩色茶树种质的叶色区分及准确鉴定提供科学依据。

基于感官评价和代谢组学的不同嫩度宜红工夫茶品质特征分析

李婧, 胡新龙, 唐慧珊, 郭金灵, 胡光灿, 冯德品, 仇方方, 王明乐

2025, 45(5): 808-820. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.006

摘要 ( 26 )

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为明确宜红工夫茶的品质特点,综合利用感官审评、色差对比和靶向代谢组学对不同嫩度的宜红工夫茶的品质特征进行分析。结果发现,宜红工夫茶的感官审评得分与原料嫩度呈正相关;茶黄素含量随原料嫩度降低呈先上升后下降的趋势,且茶黄素含量与茶汤色度参数L^*值呈正相关;可溶性糖含量随原料嫩度的降低而升高,而茶多酚和游离氨基酸含量随原料嫩度的降低逐步下降。进一步利用超高效液相色谱-串联质谱（Ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS）在宜红工夫茶中共鉴定到162种非挥发性代谢物,其中24种代谢物可作为区分不同嫩度宜红工夫茶的特征化合物,主要包括10种类黄酮[槲皮素3-半乳糖苷、山柰酚-3-O-(6''-反式-P-香豆素-2''-葡萄糖基)鼠李糖苷、槲皮素3-芸香苷-7-葡萄糖苷、花青素鼠李葡糖苷、山柰酚3-芸香苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、山柰酚3-O-半乳糖苷、槲皮素3-芸香苷-7-半乳糖苷、槲皮素3-O-鼠李糖苷-7-O-葡萄糖苷、槲皮素3-芸香苷]、7种儿茶素[(+)-儿茶素、儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、表没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯]、4种氨基酸[L-苯丙氨酸、L-精氨酸、D-(+)-哌啶酸、L-(-)-哌啶酸]、3种生物碱（咖啡碱、可可碱、腺苷）。研究结果明确了宜红工夫茶“琥珀金汤、蜜果甜香”的典型品质特征,解析了不同嫩度宜红工夫茶品质差异及其标志性代谢物,为优化加工工艺和定向调控风味提供科学依据,有助于宜红工夫茶加工的标准化和品质提升。

青砖茶水提多糖与茶渣碱提多糖综合提取工艺优化及乳液负载体系研究

郭瑜, 肖刘雨, 杜秋怡, 田野, 韩宇

2025, 45(5): 821-840. doi:10.13305/j.cnki.jts.20250624.001

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以湖北已渥堆未压砖的青砖茶为对象,采用响应面法优化水提与碱提工艺并获得两种类型的茶多糖,比较分析这两种茶多糖的理化特性,并明确其在乳液10 d储存期间的稳定性和负载效果。结果表明,水提茶多糖最佳提取工艺组合为提取温度60 ℃、超声功率367 W、料液比1:40,多糖提取率为（5.019±0.130）%;而利用水提茶渣进行碱提多糖的最佳提取工艺组合为提取温度85 ℃、料液比1:40、pH为9.0,多糖提取率为（1.101± 0.034）%。水提多糖的分子质量、抗氧化自由基清除率、单糖组分含量、粒径和电位大小、乳液稳定性以及负载能力比碱提多糖高。茶多糖乳液在为期10 d的储存期内展现出良好的稳定性,作为负载材料有着广泛的应用前景。

基于网络药理学和斑马鱼模型研究白茶中主要化合物降血糖作用

苏林, 黄子豪, 孙丹, 陈金华, 郑亚杰, 陆英

2025, 45(5): 841-851. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.010

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为了进一步阐明白茶中主要化合物对血糖的影响,采用网络药理学对白茶中8个主要化合物与糖尿病进行关联分析,并采用斑马鱼生物模型进行验证。网络药理学分析显示,白茶中没食子酸、儿茶素组分（C、EC、ECG、EGC、EGCG、GCG）及咖啡碱主要通过TNF、p53、SRC、CASP3等4个靶点调节血糖。斑马鱼模型验证结果显示,斑马鱼对不同样品的最大耐受浓度（LC₀）各不相同,白茶茶汤为100.00 µg·mL^-1,没食子酸、咖啡碱为6.25 µg·mL^-1,EGCG为12.50 µg·mL^-1,ECG、EGC、GCG为25.00 µg·mL^-1,EC为50.00 µg·mL^-1,C为150.00 µg·mL^-1;在LC₀下,与模型组相比,阳性药物组、白茶茶汤组、没食子酸组、EGCG组、ECG组、EGC组、GCG组、EC组、C组的血糖值分别下降53.7%、16.2%、33.6%、47.3%、30.0%、52.6%、25.8%、21.5%、29.4%,均表现出显著降血糖作用（P<0.05）;咖啡碱组血糖值升高16.9%,呈现显著升血糖作用（P<0.05）。实时荧光定量PCR结果显示,与空白组相比,模型组的TNF、SRC和CASP3的表达量显著升高,TP53的表达量显著降低（P<0.05）;与模型组相比,没食子酸及儿茶素组分组的TNF、SRC和CASP3的表达量显著降低（P<0.05）,TP53的表达量显著升高（P<0.05）;咖啡碱组的TNF和SRC的表达量显著升高（P<0.05）,TP53和CASP3表达量无显著差异。结果表明,白茶中没食子酸及儿茶素组分均具显著降血糖作用,主要通过调节TNF、p53、SRC和CASP3 4个靶点发挥作用,咖啡碱具有显著升血糖作用,主要通过TNF和SRC靶点发挥作用。

甘肃陇南和浙江金华绿茶的理化成分及体外抗氧化差异性研究

王永慧, 王多锋, 李学敏, 史田斌, 武立栋, 刘在国, 张广忠, 赵风云

2025, 45(5): 852-864. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.009

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为探究产地和品种对绿茶品质的影响,对分别种植在甘肃陇南和浙江金华地区的8个茶树品种所制绿茶的茶汤色泽、理化成分和体外抗氧化能力进行测定,并运用相关性分析和聚类分析对两地绿茶进行综合评价。结果表明,金华绿茶的茶汤颜色偏绿、色泽更明亮、滋味清爽回甘;陇南绿茶的茶多酚、黄酮、咖啡碱、维生素C（VC）、儿茶素、矿质元素含量,以及DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、羟自由基（·OH）清除能力和总抗氧化能力（T-AOC）高于金华绿茶。陇南的‘云峰5号'和金华的‘嘉茗1号'具有较好的品质和抗氧化能力。相关性分析结果表明,茶汤色泽、理化成分含量与体外抗氧化能力密切相关,其中茶多酚、VC和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）与体外抗氧化能力呈极显著正相关（P<0.01）;聚类分析将所有绿茶样本分为两部分,与地理位置吻合,表明产地对绿茶品质的影响高于品种。该研究为科学评估茶叶产地、茶树品种对绿茶抗氧化能力的影响提供理论依据。

炭基肥对茶园土壤团聚体有机碳物理稳定性的影响

陈峻锐, 胡钧铭, 石元值, 韦翔华, 宋传奎, 张俊辉, 郑富海, 索广利

2025, 45(5): 865-878. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.011

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土壤团聚体是土壤结构和肥力的重要表征。广西亚热带地区茶园土壤板结、养分贫瘠等问题严重影响土壤碳库稳定性。系统评估茶园施用炭基肥对土壤团聚体有机碳结构特征及物理稳定性的影响,有助于集约化茶园土壤障碍消减与产能提升。以北回归线沿线广西桂平市西山茶40年茶园为研究对象,设置炭基肥（BF）、化肥（F）、不施肥（CK）3个处理进行连续2年野外定位试验,探究茶园土壤团聚体结构、有机碳分布规律及其稳定性。研究结果表明：（1）施用炭基肥提高了土壤pH与阳离子交换量（C_EC）,且有降低土壤容重（B_D）趋势。炭基肥处理的土壤pH值较不施肥和化肥处理分别增加0.18、0.31,土壤容重较化肥处理降低4.52%,阳离子交换量较不施肥和化肥处理分别提高12.12%、15.09%。（2）施用炭基肥提升土壤团聚体结构稳定性,促进了土壤水稳性大团聚体形成。炭基肥处理的>0.25 mm水稳性大团聚体（R_W0.25）、团聚体平均质量直径（D_MW）及几何平均直径（D_GM）值较化肥处理分别提高了15.34%、23.94%、34.48%。（3）施用炭基肥提高了土壤大团聚体有机碳含量,有利于有机碳在土壤大团聚体中储存。>2.00 mm粒径团聚体中,炭基肥处理的有机碳含量显著高于化肥、不施肥处理,增幅分别为45.23%、17.28%。炭基肥处理的团聚体有机碳贡献率相较于化肥、不施肥处理分别提高77.48%、13.11%。炭基肥处理的团聚体活性有机碳贡献率较化肥处理提高50.40%。（4）施用炭基肥提升了微团聚体有机碳稳定性。>0.053~0.25 mm、≤0.053 mm粒径团聚体中,炭基肥处理的有机碳氧化稳定性系数（K_OS）较不施肥处理分别提升82.42%、77.78%;>0.25~2.00 mm粒径团聚体中,炭基肥处理的K_OS值与化肥、不施肥处理相比分别下降40.79%、49.58%,炭基肥处理有降低土壤大团聚体有机碳稳定性趋势。炭基肥投入有助于茶园优化管控及碳库稳定。

基于改进YOLOv5s的碾茶轻量化在线分选方法

李兵, 朱勇, 夏程龙, 李飞龙, 蔡振洋, 吴昊

2025, 45(5): 879-897. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.008

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碾茶是生产抹茶的原料,是确保抹茶品质最重要的一环。对碾茶进行快速有效分选是提高成品碾茶品质的重要环节。针对目前碾茶分选环节中存在分选效率低、劳动强度大等问题,提出了一种基于碾茶检测的在线分选方法,搭建了碾茶在线分选试验平台。根据碾茶识别的实时性和轻量化需求,开发了一种基于YOLOv5s-EfficientNet-SimSPPF的碾茶识别模型,模型引入EfficientNet主干网络和SimSPPF模块,在保证识别精度的基础上提高了模型识别速度,缩小模型大小。该研究还提出了一种基于碾茶在线识别结果进行分选的控制算法,以及一种辅助算法,防止分选过程中对工业相机视场域边界上的碾茶进行低精确度的二次识别与二次定位。最后,设计了碾茶在线分选试验,对混合碾茶叶片和梗茎的样品分选平均精度达到97.0%。提出的碾茶在线分选方法可以满足碾茶在线分选的实际需要,可作为抹茶精加工和碾茶分选操作的有效工具,也可为其他农产品的在线识别和连续分选提供参考。

基于茶树种植和光伏发电的茶光互补模式研究

孟超, 梁涛, 张霞, 王万红, 董煌林, 李明

2025, 45(5): 898-908. doi:10.13305/j.cnki.jts.2025.05.001

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为探究茶光互补模式对茶树生长环境、产量以及效益的影响,以露天茶园为对照,分析了茶光互补模式茶园（光伏茶园）的微环境变化,检测了茶树幼芽萌发生长、光合速率、鲜叶产量等指标,模拟了计算光伏发电量,分析了茶园整体经济效益。结果表明,光伏茶园茶树冠层受到的光合有效辐射低于露天茶园,春季夜间光伏茶园茶树冠层平均最低温度比露天茶园高0.63 ℃;夏季日间平均最高温度比露天茶园低1.80 ℃;光伏茶园茶树冠层平均空气相对湿度较露天茶园高。与露天茶园比较,光伏茶园的茶树幼芽萌发生长更快,光照辐射的利用效率更高,在不同采摘期的单产高9.74%~28.84%。整个茶园的产量因光伏组件搭建占地原因,总产量降低23.11%~34.16%。包含发电收益的光伏茶园每公顷的年收益为60.30万元,而露天茶园的年收益为22.49万元。考虑到光伏组件搭建一次性投入成本374.03万元,9 a后光伏茶园的总收益将超过露天茶园。研究结果对我国南方茶光互补农业模式的应用推广有一定的指导借鉴意义。

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