近期，福建农林大学安溪茶学院（数字经济学院）郭玉琼教授和园艺学院赖钟雄研究员团队在国际权威期刊《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》发表了题为“RNA Methylome Reveals the m6A-mediated Regulation of Flavor Metabolites in Tea Leaves under Solar-withering”的研究论文。
（1）通过RNA甲基化组学联合转录组分析，探究不同萎凋光强处理下m6A修饰对乌龙茶风味品质形成的影响。研究发现m6A修饰广泛分布在茶树mRNA上，并在不同萎凋光强处理后其修饰水平呈现动态变化。RNA甲基化修饰通过介导选择性剪接机制，从而间接影响日光萎凋过程中类黄酮、儿茶素和茶黄素的积累水平，进而改善乌龙茶的风味品质，揭示了RNA甲基化在乌龙茶采后萎凋阶段风味品质形成中的调控机制，并明确了日光萎凋中适度遮荫处理促进乌龙茶优异风味品质形成的分子机制。
文章链接：
https://doi.org/10.1101/2022.05.12.491608
图1. m6A介导的调控机制对茶叶在日光萎凋下风味代谢物积累影响的作用
据悉，近年来郭玉琼/赖钟雄团队从多转录组学角度，系统探究了乌龙茶日光萎凋与室内萎凋处理对风味物质类黄酮与萜类化合物代谢与风味品质形成差异的潜在分子调控机制，构建乌龙茶萎凋过程中影响类黄酮与萜类化合物代谢的上游lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA级联调控网络，研究结果丰富了萎凋对促进茶叶优异风味品质形成的分子机制的认知，为促进指导茶叶高质化生产提供科学依据。
（2）利用Small RNA测序技术对鲜叶、室内萎凋叶和日光萎凋叶中的miRNA进行系统性挖掘鉴定，揭示了以miRNA为中心的circRNA-miRNA-mRNA级联调控机制在日光萎凋处理后促进乌龙茶优异风味品质形成的分子调控机制。提升对“ncRNA-mRNA-蛋白质-生物学功能”链式调控的整体认知，综合地完善了乌龙茶萎凋过程中ncRNA介导的多层级调控网络机制，并强调了日光萎凋相较于室内萎凋，在改善茶叶风味品质中的扮演了更加至关重要的角色。
研究成果以“Integrated Transcriptome, microRNA, and Phytochemical Analyses Reveal Roles of Phytohormone Signal Transduction and ABC Transporters in Flavor Formation of Oolong Tea (Camellia sinensis) during Solar Withering”为题发表于国际权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。
文章链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.0c05750
图2. 关键miRNA-mRNA模块、circRNA以及与植物激素信号转导途径和ABC转运途径相关的调控网络
（3）利用 GC-MS和HPLC测定比较了乌龙茶日光萎凋叶、室内萎凋叶以及鲜叶中萜类和类黄酮化合物含量的变化，基于lncRNA测序，系统性地分析鉴定了乌龙茶鲜叶、室内萎凋叶和日光萎凋叶中的lncRNA以及lncRNA介导的乌龙茶萎凋过程中类黄酮与萜类的代谢调控分析。研究发现，相较于室内萎凋叶，日光萎凋叶中lncRNA通过直接调控靶基因和eTM介导的lncRNA-miRNA-mRNA模块共同参与了类黄酮与萜类化合物的代谢调控，促进日光萎凋叶中低含量类黄酮和儿茶素及高含量萜类化合物的积累特点，从而有效去除茶叶中的苦涩味，改善茶叶的适口性，并进一步促进花果香的形成，揭示日光萎凋处理改善茶叶风味品质的分子机制。
研究成果以“Transcriptome and Phytochemical Analyses Provide New Insights Into Long Non-Coding RNAs Modulating Characteristic Secondary Metabolites of Oolong Tea (Camellia sinensis) in Solar-Withering”为题发表于国际知名期刊《Frontiers in Plant Science》。
文章链接：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2019.01638/full
图3. 参与黄酮类代谢途径、萜类代谢途径和茉莉酮酸/甲基茉莉酮酸生物合成和信号转导途径的lncRNAs、基因和代谢物的调控网络
（4）基于茶树染色体水平基因组信息，综合全面的挖掘了茶树RNA甲基化调控基因。最终确定了9个m6A写入基因、16个m6A擦除基因和9个m6A解码基因。进一步研究发现m6A解码基因介导的可变剪接调控机制可能是抑制类黄酮合成的主要原因。同时，m6A写入基因转录丰度的下调与m6A擦除基因转录丰度的上调进一步协同降低了类黄酮的积累量。而RNA甲基化与DNA甲基化通过甲基化调控基因之间的相互作用，从而形成两种甲基化修饰的负反馈调节环，以控制茶叶中类黄酮的积累量保持在合理范围内。以上发现为初步探究茶树m6A调控基因在萎凋过程中精确调控茶叶品质的潜在作用机制，以及理解m6A介导的萎凋过程中茶叶风味品质形成的调控机制提供了新的视角。
研究成果以“Genome-Wide Investigation of N6-Methyladenosine Regulatory Genes and Their Roles in Tea (Camellia sinensis) Leaves During Withering Process”为题发表于国际知名期刊《Frontiers in Plant Science》。
文章链接：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.702303/full
图4. m6A调控基因在茶树非生物胁迫和乌龙茶日光萎凋中的调控机制
福建农林大学2022届博士毕业生朱晨为以上论文的第一作者，郭玉琼教授和赖钟雄研究员为以上论文的通讯作者。系列研究成果得到了国家现代农业（茶叶）产业技术体系建设专项（乌龙茶加工岗位科学家）（CARS-19）、福建省高原学科建设经费（102/71201801101）、协同创新院产业技术分院（K1520001A）、福建农林大学茶产业链科技创新与服务体系（K1520005A）、福建农林大学“双一流”建设科技创新能力提升培育计划（KSYLP004）及福建农林大学乡村振兴茶产业技术服务（11899170145）等项目的资助。
来源：福建农林大学
转自：“植物研究进展”微信公众号
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