黄化茶树叶片光合及荧光特性分析

以3个叶色黄化茶树品种为研究材料,以绿色系茶树品种福鼎大白茶为对照,研究黄化茶树的光合色素含量、光合及叶绿素荧光诱导动力学特性的变化,为叶色黄化茶树品种的种质评价及栽培管理提供科学指导。结果表明:(1)黄化茶树叶片叶绿素总量比对照茶树品种低71.7%~86.8%,类胡萝卜素总量维持在0.16~0.31 mg·g^(-1)。(2)3个黄化茶树品种的净光合速率、气孔导度、水分利用效率、最大净光合速率和光饱和点等光合参数显著降低,光补偿点显著高于对照茶树品种。(3)黄化茶树叶片对光能的吸收、转化与利用等光合过程与对照茶树品种差异显著,其中金凤2号和中黄1号叶片快速叶绿素荧光动力学曲线中的L点和J点相对可变荧光显著升高;叶绿素荧光动力学参数M_(O)、DI_(O)/RC、φD_(O)和φR_(O)等显著增加,F_V/F_(O)、ET_(O)/RC、φP_(O)、φE_(O)、ΨE_(O)和PI_(abs)等显著降低。研究认为,黄化茶树叶片光合效率、潜力及生态适应能力均显著降低;其中,茶树黄化叶片光合色素显著减少、PSⅡ光能捕获及光合电子传递效率显著下降,热耗散能量显著增加,是导致其光合作用综合性能降低的重要原因。

茶树白化变异研究进展

白化现象在植物界普遍存在,茶叶作为一种叶用植物,白化变异植株中关键化学成分如叶绿素、类胡萝卜素、儿茶素类、氨基酸类、黄酮类等物质含量发生了显著变化,这些变化对茶树生长发育、抗逆性、茶叶制作工艺、口感等有重要影响。叶色变异作为一种突变性状对于茶树新品种选育有着重要的应用价值,对研究茶树光合作用机制、叶色调控机理、叶片发育调控等也有重要理论价值。本文综述了国内近几年关于茶树白化突变体化学成分叶绿素、类胡萝卜素、氨基酸、儿茶素的研究及茶树白化突变分子机制的研究进展,旨在为茶树白化突变体分子机制的深入研究提供参考。

黄化茶树新梢色素和主要生化成分含量变化特征及其相关性分析

以茶树黄化品种‘中黄3号’(‘ZH3’)和常绿品系‘苔茶15’(‘TC15’)为材料,检测其4、5、7、8月新梢(一芽二叶)色素和主要生化成分含量,探讨不同月份黄化茶树新梢色素和主要生化成分累积的特征以及它们之间的关系。结果表明:(1)新梢叶绿素a、总叶绿素含量在两种茶树中均随生育期先降低后上升,叶绿素b含量变化趋势不同,但均以8月份最高,‘ZH3’叶绿素b含量在4、5月份分别比‘TC15’低41.9%、54.9%,在7、8月份分别比‘TC15’高47.5%、22.1%;新梢类胡萝卜素含量在‘ZH3’中呈递减趋势,而在‘TC15’中表现为先下降后上升再下降;花青素含量在两种茶树中均先上升后下降,在4、5、8月份‘ZH3’略高于‘TC15’,在7月份‘ZH3’比‘TC15’低26.4%。(2)两种茶树新梢的花青素含量在总色素中占比均先增加后降低,总叶绿素含量占比则表现先降后升的变化趋势;类胡萝卜素含量占比在‘ZH3’中呈递减趋势,而在‘TC15’中先递减后小幅上升。(3)两种茶树新梢的游离氨基酸含量均先降低后上升并以4月份最高,茶多酚含量则均先升后降并以7月份最高,‘ZH3’水浸出物和咖啡碱含量在月份间变化不显著。(4)‘ZH3’新梢的游离氨基酸、水浸出物和咖啡碱含量与各色素含量相关均不显著,而其茶多酚含量与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均呈显著正相关关系,与类胡萝卜素含量呈显著负相关关系;‘TC15’新梢的水浸出物和茶多酚含量与花青素含量、游离氨基酸含量与总叶绿素含量、咖啡碱含量与叶绿素a以及总叶绿素和类胡萝卜素含量均呈显著正相关关系。研究发现,黄化茶树品种‘中黄3号’新梢颜色越黄,类胡萝卜素、游离氨基酸含量越高,叶绿素a、叶绿素b、茶多酚含量越低,叶绿素a/b值较高,花青素含量适中,茶树新梢色素含量与其主要生化成分含量关系密切。

基于2b-RAD技术分析白化茶树品种(系)遗传多样性

为揭示白化茶树品种(系)的遗传多样性,利用简化基因组测序技术(2b-restriction site-associated DNA,2b-RAD)对23份茶树种质(20份白化,3份常绿对照)进行测序,分析其遗传多样性、亲缘关系和群体结构。结果表明,共获得576 193 750条高质量测序数据和56 498个高质量SNPs。系统发育树和主成分分析表明,23份种质可分为3个类群,类群Ⅰ为1份来自贵州的大叶种,类群Ⅱ包含来自贵州的地方种质6份,类群Ⅲ包含来自浙江的14份种质和来自安徽、福建的2份种质。基于系统发育树,3个类群的遗传多样性参数均表现为:类群Ⅰ>类群Ⅱ>类群Ⅲ,类群Ⅰ和类群Ⅱ、类群Ⅲ之间分别呈现中、高度的遗传分化水平。综上所述,白化茶树品种(系)存在中、高度的遗传分化,不同地理来源的种质间遗传分化更大,为白化茶树种质鉴定、资源利用和育种等提供了理论依据。

茶树白化突变研究进展

新梢白化茶树是一类珍稀的叶色突变体,其白化新梢中氨基酸、茶多酚、咖啡碱、叶绿素、类胡萝卜素等物质含量与一般绿色叶茶树品种存在显著差异,这些特征性的生化成分对茶树生长发育、制茶品质具有重要作用。为了解析白化茶树资源的形成机制,研究人员已从不同角度开展了大量基础研究,积累了丰富的理化数据。近十几年来,随着组学技术的快速发展,为研究白化茶树突变体的光合作用机制、叶色变异机理提供了新的思路。本文综述了目前白化茶树资源在白化类型、生理生化特征,以及分子机制等方面的研究进展,以期为茶树白化机制的解析提供参考。

高茶氨酸茶树新品系‘福黄1号’黄化变异机理

【目的】分析茶树黄化变异相关的代谢和转录机制,探究高茶氨酸茶树新品系‘福黄1号’的黄化变异和高茶氨酸形成机理。【方法】以茶树‘福安大白茶’及其黄化突变种质‘福黄1号’为试验材料,利用超微电镜、广泛靶向代谢组学、靶向代谢组学及转录组学联合分析,确定茶树黄化变异相关的色素、代谢物及转录组数据。【结果】超微结构显示,‘福黄1号’的叶绿体类囊体呈现丝状,基粒片层排列散乱不规则,片层间疏松,存在许多异常的囊泡。色素含量测定表明,叶绿素a和叶绿素b含量显著下降,叶绿素a/b比率下降,相关基因SGR表达显著下调,黄化叶片中光捕获叶绿素a/b蛋白(LHC)表达显著下调。类胡萝卜素总含量虽然差异不大,但各组分含量显著变化,玉米黄质为唯一显著增加的组分,其调控基因VDE表达显著上调,其余组分含量均下降。与‘福安大白茶’相比,‘福黄1号’中共鉴定到680个差异表达基因(DEGs)和57个显著变化的代谢物(SCMs)。KEGG富集分析表明,SCMs和DEGs显著富集到氨基酸生物合成、谷胱甘肽代谢以及TCA循环等途径。此外,与碳和氮代谢相关的通路也被激活。通过靶向测定,共鉴定到19种游离氨基酸,新品系‘福黄1号’游离氨基酸含量显著高于‘福安大白茶’,达到97.13 mg·g^(-1),其中茶氨酸为66.90 mg·g^(-1),占氨基酸含量的68.89%,而精氨酸含量达到8.46 mg·g^(-1),是‘福安大白茶’的56.4倍。调控氨基酸合成的GOGAT和GLU的表达量上调1.17倍和3.17倍。【结论】‘福黄1号’的芽叶色泽主要受叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮等色素代谢的影响,SGR和4种LHCs的共同作用也可能影响叶绿体的生物合成来调节叶片色泽。‘福黄1号’茶氨酸含量显著高于‘福安大白茶’的原因主要是泛素化相关的蛋白质水解酶表达上调蛋白降解能力加强,叶绿素和其他含氮分子生物合成的减少,以及黄化叶中碳骨架的缺乏,氨基和氮资源被更有效地储存,使得与氨基酸合成相关的氮代谢激活,茶氨酸合成前体物质之一的谷氨酸积累,这可能促使茶氨酸成为黄化叶中显著积累的含氮化合物。

茶树白化果皮超微结构观察及分子机制研究

茶树白化果皮是茶树白化突变体中的稀有材料,目前还未有文献记载。以中茶129为对照,对云白1号白化果皮的超微结构进行观察,同时对两份材料的果皮、种子进行转录组分析。结果表明,与中茶129的绿色果皮相比,白化果皮细胞内的质体结构严重损坏,无法进一步发育形成叶绿体;富集分析表明,果皮差异基因主要集中在光合作用、碳水化合物代谢以及氨基酸代谢等通路中,说明在云白1号果皮中,叶绿体发育缺陷导致光合作用及其推进的碳代谢和氮代谢相关进程受到了严重影响;此外,两份材料的种子差异基因主要富集在碳水化合物代谢和脂质降解通路中,表明云白1号种子的碳协调分配方式不同于中茶129,这可能有助于维持白化果实种子的正常生长发育。相关结果可为深入研究茶树果实白化现象提供参考。

白化茶树L-茶氨酸累积机理的研究进展

L-茶氨酸是茶树体内特征性非蛋白氨基酸,是影响茶叶品质的重要指标之一。L-茶氨酸具有抗疾病、保护神经和镇定安神等保健功效。大部分白化茶树拥有高含量的游离氨基酸和L-茶氨酸,引领着茶树资源的选育方向,因此研究白化茶树L-茶氨酸的高累积机理至关重要。该文主要对白化茶树L-茶氨酸的差异累积、L-茶氨酸在茶树体内的含量及分布、合成代谢途径以及影响因素等方面进行文献综述。旨在为白化茶树种质资源的选育及其L-茶氨酸的高累积机理研究提供参考,并对L-茶氨酸在保健领域的研究方向进行展望。

14个黄化、白化变异茶树品种(系)综合性状评价与分析

对14个白化、黄化变异茶树品种(系)生长势、芽叶特性、物候期进行调查,并对叶绿素SPAD、水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱和儿茶素等进行检测分析及感官审评。结果表明:‘御金香’和‘水晶白’生长势较好,‘黄金叶’一芽三叶最长,叶面积大小表现为‘梯田1号’>‘水晶白’>‘梯田2号’,‘黄金芽’和‘黄金叶’的一芽一叶期与对照相当;黄化品种的明亮度L、测色值a和测色值b均高于白化品种;白化品种叶绿素SPAD比黄化品种高;水浸出物仅‘黄金叶’和‘景白2号’≤45%,其他品种(系)水浸出物含量均≥45%;‘梯田1号’和‘梯田2号’茶多酚含量≥20%,游离氨基酸含量均高于对照,且均≥5%,‘梯田1号’、‘水晶白’和‘御金香’的咖啡碱含量均较高,儿茶素总量变幅为7.2%~15.6%,‘梯田1号’和‘中黄3号’的没食子酸含量均最高,‘梯田2号’、‘黄金芽’、‘中黄3号’和‘御金香’的EGCG均≥8%;‘景白2号’、‘中黄2号’和‘中黄3号’感官审评总体得分均最高。

鹅黄茶生物学特性及经济性状研究初报

‘鹅黄茶’是从临海当地群体种茶树变异株选育出的光照敏感型黄色系白化茶新品种。本文介绍了该品种的来源和生物学特征特性,讨论其栽培和制作技术,以期提高其品质和价值。

白化茶树品种加工红茶的发酵工艺

为探究发酵方式对白化茶树品种加工红茶品质的影响,以白化茶树品种——景白1号和景白2号的茶树鲜叶为原料,在3种不同发酵方式(自然发酵、发酵机发酵、发酵房发酵)的前提下,按照红茶工艺技术进行加工,并对不同处理得到的红茶品质成分含量、汤色品质进行检测分析及茶叶品质的综合审评。结果表明:不同发酵方式对白化茶树品种试制红茶的品质影响较大,以自然发酵条件下的红茶品质最优,综合审评得分最高(景白1号总得分85.6,景白2号总得分82.9)。不论在哪种发酵条件下,景白1号制成红茶的品质均高于景白2号。另外在不同发酵条件下,白化茶树品种的红茶茶汤的茶红素含量远低于10%,整体汤色偏浅。