香气|探究“东方神奇树叶”的奥秘树叶|基因组|茶树|研究|加工

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茶园。（资料图片）
“琴棋书画诗酒茶”“宁可三日无食，不可一日无茶”……自古以来，茶叶这种神奇的东方树叶，就和国人日常生活紧密相连。茶是世界三大饮料之一，而我国是世界上最大的茶叶生产国、消费国，也是第二大茶叶出口国。
喝茶有益健康，品茶可以修身养性，茶的香气能够愉悦身心，种茶可以增收致富……这小小的叶子为何如此神奇？坐落在安徽农业大学内的茶树生物学与资源利用国家重点实验室，一步步向我们揭示出其中的奥秘。
破解最关键基因组信息
中华文明几千年来的文化沉淀，让茶在老百姓心中树立起健康饮料的符号。实验室主任宛晓春表示，当代中国理应在茶叶基础科学和应用技术研究领域作出更加突出的贡献，才无愧于茶故乡和最大产茶国的地位。
作为全国园艺学学科中唯一一个国家级重点实验室，从茶叶代谢产物到茶与健康，从茶树品种培育到茶叶生产加工，从推进茶产业振兴到服务乡村振兴，科研工作者们在这里不断探索。 8月3日，宛晓春团队研究发现，绿茶可以预防和延缓5XFAD转基因小鼠脑内β淀粉样蛋白（Aβ）形成，减少神经突触损伤，改善学习记忆能力，进而得出结论，饮用绿茶或能预防和延缓老年痴呆。这项成果又一次把茶的健康功能推向一个研究新高度。
2018年4月21日，历经十年攻关，实验室发布最新研究成果：成功破解世界上分布最广的中国种茶树全基因组信息——基因组大小为3.1Gb ，包含33932个基因，重复序列含量为64% 。
在成功破解茶树基因组的基础上，实验室又通过与其他十个物种的基因组进化分析，发现茶树祖先种大约在8000万年前与亲缘关系最近的猕猴桃物种发生分化，继而在38万年至154万年前，又分化形成中国种和阿萨姆种， “这就弄清了茶的起源，知道了茶的老祖宗是谁。 ”宛晓春形象地介绍道。这项研究是一个重大突破，对茶树的生物学研究、推动茶产业的发展起到至关重要作用。
实验室以茶树基因组图谱为框架,整合了24种山茶属植物共计97个转录组、代谢组、甲基化组、种质资源以及大量生物和非生物胁迫基因表达谱数据,通过基因表达和代谢物分布模式的相关性建立起各数据之间的联系，系统构建迄今为止最全面的茶树基因组学与生物信息学平台，实现了茶树组学大数据的整合与共享。
基因决定了茶的特质，掌握了这套密码，进行适当调节，就可以改进某些特性。研究表明，酯型儿茶素是导致茶叶味苦的主要原因，但这一类型儿茶素是如何合成的？这一问题长期困扰着学界。实验室教授、安徽农业大学校长夏涛带领团队经过攻关，证实有两种酶在酯型儿茶素形成过程中起关键作用，这是学界首次发现酯型儿茶素合成的关键酶，证实了儿茶素合成途径的存在。由此可通过调节基因表达和酶活性，影响酯型儿茶素的合成量，从而对茶叶苦涩味进行调控。
香气是评价茶叶品质好坏的一个重要标准。与国外高香红茶香气品质相比，我国多种茶类香气品质相对较低，影响了茶产业的发展。实验室研究发现茶树萜类合成酶基因在茶树叶片和花中，通过转录过程中的再加工，生成了功能有别的两个转录本，分别催化芳樟醇和橙化叔醇的生物合成。可利用这一原理，通过应用不同逆境信号物质，调节芳樟醇和橙花叔醇的生物合成，从而达到改善茶叶香气品质的目的。研究还揭示了β-葡萄糖苷酶在茶叶香气形成中的重要作用，从理论层面揭示了茶叶香气形成机理，这些研究都为生产环节提升茶叶香气和口感提供了现实途径。