华中农业大学茶科学团队发布茶树化学多样性遗传代谢全景图

12月4日，果蔬园艺作物种质创新与利用国家重点实验室与华中农业大学园艺林学院文伟伟教授课题组联合国内外多家单位发表论文题为《描绘遗传和茶树化学多样性的代谢全景》的论文结合了遗传学、代谢组学和生化分析方法，对茶树的生化多样性和遗传基础进行了深入分析。饮茶者是南方名树，茶作为中国的名片，其浓郁的口感和淡雅的香气吸引了无数来自世界各地的饮茶者。茶叶的化学成分及其合成途径的分析关系到茶叶品质的提高，也是茶学领域的研究热点之一。研究团队开发了茶树大规模靶向代谢物分析方法，测定了215个不同茶树资源的两个组织（一芽、一叶、三叶）中的2800多种代谢物，并进一步构建了代谢异构体和修改网络。研究结果表明，茶叶代谢组中存在大量的酰化、糖基化和甲基化修饰，其中酰化反应最为常见，其中最大的类型是没食子酰化，这与大多数植物的代谢组修饰不同。其次，这项研究揭示了茶树生化成分自然变异的遗传基础。该研究利用大规模代谢物全基因组关联分析（mGWAS），定位了茶树一芽、一片叶子和三片叶子中与代谢物相关的数千个数量性状基因座（mQTL）。对主要QTL和热点区间的深入探索表明，转录因子、转运蛋白、生化反应合成酶等数百个基因在茶叶多种次生代谢途径中发挥着关键作用； QTL热点区间基因丰富。重点研究黄酮类化合物的生物合成途径。最后，本研究探索并验证了茶树黄酮生物合成的途径。茶叶中含有丰富的黄酮类化合物。研究成果基于代谢物的结构鉴定、代谢网络和遗传分析以及候选基因的功能验证，进一步拓展了茶叶中黄酮类化合物的合成途径，作者利用两种糖基转移酶CsUGTa和CsUGTb对一种甲基转移酶CsCCoAOMT进行了功能分析以代谢大数据的挖掘和生物应用为例进行阐述。该研究提供了迄今为止最全面、多样化的茶叶生化成分研究信息，为茶树品质遗传改良提供了丰富的资源和工具箱，为进一步探索天然植物代谢产物的生物合成奠定了基础。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF1003103）、国家自然科学基金国际合作与交流项目（3211101118）等项目的资助。来源：华中农业大学网站如有版权问题，请联系我们删除。