华南农大分析毛叶茶中高可可碱含量与高GCG含量的转录水平机制

毛叶茶（Camellia ptilophylla ）以可可碱为主要嘌呤生物碱，大部分单株不含咖啡碱，可作为开发低咖啡碱茶的原料。

2023年6月，BeveragePlant Research期刊在线发表了华南农业大学研究团队题为Differential accumulationmechanisms of purine alkaloids and catechins in Camellia ptilophylla, a naturaltheobromine-rich tea的研究论文。

本研究主要通过HPLC检测毛叶茶生物碱和儿茶素的组成差异，并通过有参转录组分析不同生物碱组成的毛叶茶在转录水平上的差异（转录组数据NCBI编号：PRJNA972319）。结果显示，在研究的32株毛叶茶中，约有80%不含咖啡碱而含有不同含量的可可碱；在儿茶素组成上，TB（只含有可可碱，不含咖啡碱）中以GCG和GC儿茶素为主，而CAF（含有大量咖啡碱和少量可可碱）则以EGCG为主（图1）。
图1 毛叶茶TB和CAF主要次生代谢物含量

RNA-seq用于发现TB和CAF中嘌呤生物碱和儿茶素在转录水平上的潜在调控机制。结果显示，相较于CAF，TB中的SAM途径与AMP途径更加活跃，这有助于合成咖啡因和可可碱的前体物质——黄嘌呤核苷。同时，合成可可碱的MXMT 基因（7-甲基黄嘌呤甲基转移酶）在TB中的表达量显著上调，与嘌呤生物碱降解相关的大量基因在TB中下调表达（图2）。

图2 嘌呤生物碱合成与降解通路以及相关基因表达

关于儿茶素合成，TB中的F3'H, F3'5'H 和SCPL1A 显著上调，但调控GC合成的LAR 却无显著变化，ANR 显著下调，推测毛叶茶中GCG含量与F3'H, F3'5'H 和SCPL1A 的上调和ANR 的下调有关。本研究筛选了与可可碱和GCG生物合成相关的转录因子，AP2/ERF-ERFs（TEA013405.1, TEA028649.1）和MYBs（TEA028555.1，TEA024836.1）的表达量与MXMT 的表达量具有强相关性。B3（TEA015867.1）, GRF（TEA028352.1）以及AP2/ERF-ERF （TEA001056.1）的表达量与CsSCPL11-1 的表达量具有强相关性。

本文为研究毛叶茶中可可碱和GCG的积累提供了一定基础，为开发低咖啡因或高GCG茶树品种提供参考，以满足多样化的市场需求。

团队介绍

华南农业大学bpq团队致力于广东优异茶树种质资源的收集及应用评价。近年来，主要围绕凤凰单丛、毛叶茶及苦茶等特色材料开展学术研究和开发利用。团队承担及参与国家自然科学基金项目、国家星火计划项目、广东省自然科学基金及省农村科技特派员项目等课题20多项，多次获得广东省科技进步奖及广东省农业推广奖等奖项。华南农业大学园艺学院孙彬妹副教授与刘少群研究员为论文共同通讯作者，应晨涛为第一作者，该工作得到了广东省自然科学基金面上项目（2023A1515010786）及广东省自然科学基金青年项目（2022A1515111141）的支持。

https://doi.org/10.48130/BPR-2023-0015

关于 Beverage Plant Research

Beverage Plant Research是一本开放获取的期刊，致力于传播饮料作物领域研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论和观点。主题范围包括但不限于饮料植物生物学、品质与化学分析、饮料植物与人类健康等。本刊由中国农业科学院茶叶研究所、中国茶叶学会与Maximum Academic Press联合出版，期刊主编由中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士与美国伊利诺伊理工大学Brian Schaneberg博士共同担任。

期刊官网：

www.maxapress.com/bpr

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/bevpr

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