安徽农大张照亮教授团队在晚春季茶叶茶氨酸积累的调控机制研究上取得进展

茶是世界上最广泛饮用的绿色健康无酒精饮料之一。茶氨酸是茶叶中特有且含量最丰富的非蛋白氨基酸，赋予茶汤鲜爽味、平衡茶多酚和咖啡碱的苦涩味，并具有镇静安神、提高注意力和学习效率等健康功效。茶氨酸含量是评价绿茶品质的最重要指标之一。晚春季节，茶树新梢中的茶氨酸含量急剧下降，导致加工而成的绿茶品质显著降低，这背后的调控机制尚不清楚，限制了晚春季节绿茶品质的提升。

2022年11月，Horticulture Research上线了（Advance Access）在线发表了安徽农大张照亮教授团队题为CsGDH2.1 negatively regulates theanine accumulation in the late-spring tea plants (Camellia sinensis var. sinensis)的研究论文。该研究这一研究初步揭示了晚春季新梢中茶氨酸积累的调控机制，并为提高晚春绿茶品质提供了功能基因。

这项研究中，为了探究晚春茶树新梢中茶氨酸含量减少的调控机制，研究团队首先利用正向遗传学方法，培养基中添加高浓度茶氨酸筛选了酵母突变体库，发现谷氨酸脱氢酶2的突变体gdh2对高浓度茶氨酸超敏感且积累更多的茶氨酸。酵母功能回补实验表明，茶树CsGDH2.1在酵母gdh2突变体中表达的回复了该突变体的茶氨酸敏感性以及过量积累茶氨酸的表型。CsGDH2.1定位于线粒体，主要在茶树幼嫩组织中高表达。体外酶活测定表明，CsGDH2.1具有分解代谢谷氨酸的活性。利用反向遗传学方法，瞬时抑制茶树新梢中CsGDH2.1表达时，谷氨酸和茶氨酸的积累水平都增加。更为重要的是，通过检测CsGDH2.1在7个茶树品种茶梢中表达情况，发现其表达量在晚春季节都呈现升高趋势，而相应的茶氨酸含量都呈降低趋势。这些结果表明CsGDH2.1负调控晚春季节新梢中茶氨酸的积累水平。

茶氨酸主要在茶树根中合成，在新梢的细胞质中降解。另外，新梢也具有微弱的茶氨酸合成能力，合成过程也发生在细胞质内。作者推测，新梢细胞质中的谷氨酸浓度（[Glu]cyt）调控茶氨酸代谢：当[Glu]cyt降低时，新梢中茶氨酸的降解加速，生物合成被抑制。CsGDH2.1介导的谷氨酸分解代谢减少细胞质中谷氨酸积累，从而降低茶氨酸的积累水平（如下图所示）。

安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室已毕业研究生陈婷婷、马靖真、李慧屏为该论文的共同第一作者，张照亮教授为该通讯作者。宛晓春教授和杨天元副教授也参与了本研究。本研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。

作者团队介绍：

张照亮教授团队聚焦茶树中茶氨酸代谢和转运机制研究，在Plant Biotechnology Journal、Plant Journal、Horticulture Research、Journal of Agriculture and Food Chemistry、Critical Review in Biotechnology等主流期刊上发表论文20余篇。这些研究揭示了茶树大量合成茶氨酸、茶氨酸从根向新梢转运、营养和光强度调控茶氨酸合成和转运等的分子机制。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhac245‍

转自：“园艺研究”微信公众号

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