烏龍茶是我國(guó)傳統(tǒng)的六大茶類之一，因其具有獨(dú)特優(yōu)雅的花果香和鮮醇濃厚口感而享譽(yù)中外。福建省是烏龍茶產(chǎn)制技術(shù)的發(fā)源地，同時(shí)優(yōu)越的自然條件孕育了許多優(yōu)異的烏龍茶種質(zhì)資源。福建農(nóng)林大學(xué)校茶學(xué)學(xué)科在“十三五”期間，圍繞烏龍茶優(yōu)異種質(zhì)資源的遺傳信息破譯及加工工藝對(duì)烏龍茶獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)形成的調(diào)控機(jī)制開(kāi)展了系統(tǒng)研究，為“十四五”福建省烏龍茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)化發(fā)展提供重要理論支持和技術(shù)支撐。
通過(guò)Illumina、PacBio和Hi-C測(cè)序結(jié)合ALLHiC算法，首次組裝獲得二倍體烏龍茶品種黃棪的染色體級(jí)別基因組與兩套單體型染色體級(jí)別基因組，揭示了黃棪高香品種特性的基因組基礎(chǔ)，研究表明結(jié)構(gòu)變異可能影響黃棪的高香品種特性。黃棪品種基因組的成功破譯，進(jìn)一步提升黃棪在茶樹品種與烏龍茶加工科學(xué)研究中的地位，高質(zhì)量單體型和二倍體基因組具有豐富的遺傳信息，可為茶樹的功能基因組學(xué)研究與精確分子育種奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于園藝學(xué)領(lǐng)域Top期刊Horticulture Research，福建農(nóng)林大學(xué)為第一完成單位，園藝學(xué)院2018級(jí)博士生王鵬杰為第一作者，葉乃興教授為通訊作者。
萎凋是烏龍茶采后加工過(guò)程首道工序，對(duì)烏龍茶獨(dú)特風(fēng)味的形成具有重要作用。在烏龍茶加工過(guò)程中，需要根據(jù)茶葉的理化性狀，靈活適度進(jìn)行日光萎凋處理。利用 GC-MS和HPLC測(cè)定比較了烏龍茶日光萎凋葉、室內(nèi)萎凋葉以及鮮葉中萜類和類黃酮化合物含量的變化，并利用高通量測(cè)序鑒定分析了非編碼RNA對(duì)參與萜類與類黃酮化合物生物合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)調(diào)控，明確在日光萎凋過(guò)程中非編碼RNA介導(dǎo)了茶葉中具有花果香味的萜類化合物含量合成，并適當(dāng)降低了具有苦澀味的兒茶素含量，從而利于烏龍茶花果香馥郁，滋味濃厚醇和的風(fēng)味品質(zhì)形成。
通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)對(duì)無(wú)光萎凋和短時(shí)日光萎凋葉對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，日光萎凋葉中相關(guān)熱激蛋白(HSP)以及抗逆基因的表達(dá)與無(wú)光萎凋葉相比略有上調(diào)，葉片仍然能夠較好的抵御非生物脅迫傷害，并保持氧化還原平衡狀態(tài)。同時(shí)亞麻酸、萜類及苯丙氨酸等相關(guān)香氣代謝關(guān)鍵調(diào)控基因的表達(dá)水平在烏龍茶日光萎凋葉中高于無(wú)光萎凋葉，表明通過(guò)短時(shí)日光萎凋不僅能夠調(diào)控和促進(jìn)烏龍茶香氣代謝，還可適度提高HSP基因表達(dá)及蛋白合成，為后續(xù)加工工序在制葉經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械損傷脅迫提供一定的抗逆鍛煉以及防御能力，有利于提高烏龍茶后續(xù)加工過(guò)程中茶葉的代謝活性，并促進(jìn)其優(yōu)異風(fēng)味品質(zhì)形成。
除了日光萎凋之外，烏龍茶加工還包括做青、殺青、揉捻以及干燥等工序，共同決定了烏龍茶特征性滋味品質(zhì)的形成。殺青之前，茶葉仍保持活性，滋味相關(guān)代謝物的含量變化主要由酶促反應(yīng)造成，而殺青之后茶葉失去活性，主要由美拉德反應(yīng)、差向異構(gòu)化等非酶促反應(yīng)對(duì)茶葉滋味成分產(chǎn)生影響。收集不同加工階段的茶葉樣品，并以非加工新鮮茶葉作為對(duì)照，對(duì)茶葉進(jìn)行代謝組學(xué)和DIA蛋白組學(xué)研究。結(jié)果表明苯丙氨酸降解酶，過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶等多種酶蛋白豐度與其相應(yīng)的催化產(chǎn)物含量變化趨勢(shì)呈正相關(guān)。通過(guò)蛋白質(zhì)-代謝產(chǎn)物的關(guān)聯(lián)分析表明，在酶促反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的碳水化合物、氨基酸和黃酮類化合物的動(dòng)態(tài)變化與蛋白質(zhì)豐度有關(guān)，是促進(jìn)烏龍茶風(fēng)味品質(zhì)形成的重要因素。此外，在殺青和干燥階段發(fā)生的非酶促反應(yīng)同樣導(dǎo)致與滋味相關(guān)化合物的含量變化，最終促進(jìn)烏龍茶風(fēng)味品質(zhì)形成。研究結(jié)果首次結(jié)合了DIA蛋白質(zhì)組學(xué)與廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)，全面揭示了烏龍茶整個(gè)加工過(guò)程中蛋白質(zhì)對(duì)風(fēng)味相關(guān)代謝物含量變化的調(diào)控機(jī)制，證實(shí)了烏龍茶風(fēng)味的形成是酶促反應(yīng)及非酶促反應(yīng)共同作用的結(jié)果
系列研究成果得到了國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(茶葉)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(烏龍茶加工崗位科學(xué)家)(CARS-19)、協(xié)同創(chuàng)新院產(chǎn)業(yè)技術(shù)分院(K1520001A)、福建農(nóng)林大學(xué)茶產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新與服務(wù)體系(K1520005A)、福建省茶學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、福建農(nóng)林大學(xué)茶產(chǎn)業(yè)研究院自主課題等項(xiàng)目的資助。
來(lái)源：福建農(nóng)林大學(xué)、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)、北京茶世界
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