普洱古树茶韵味形成机制.pdf

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1、普洱古树茶韵味形成机制金立成1古树茶泡出的茶汤滋味更加香甜，韵味更深，回甘快，生津持久。基于各组织的代谢物含量和茶树基因组S N P s开展的全基因组关系分析，最终鉴定了和1 8 5个代谢物显著相关的9,2 6 9个信号位点，揭示茶树代谢物积累的基因机制。采用稳定同位素标记示踪方法来阐明茶和其他植物物种中L-茶氨酸的生物合成，并通过质谱法检测了关键的代谢产物。L-谷氨酸是L-茶氨酸的前体之一，存在于大多数植物中；而L-茶氨酸的另一前体乙胺在山茶属植物中呈现特异性积累，尤其是在茶树中含量最高。此外，在大部分植物中存在催化乙胺合成L-茶氨酸的酶。然而，乙胺合成途径的酶特异性地积累在茶树中，这是茶树

2、和其他植物物种中L-茶氨酸的差异积累的限制因素。由此表明，乙胺的形成是植物中L-茶氨酸积累的重要因素2古树茶韵味：岩石风化的“岩性之岩味”一一即岩石风化后，岩气之味；韵 味 由K值R K R 2,对数农度决定；即生命能量精源催化岩茶形成R N A和DN A的机制3地气是山野之气，是大自然的真气、灵气，五谷之气。地气指各种食物中的营养成分、水份、湿气及各种矿物质的微量元素。“地气”：黄帝内经指出：“地气”指“水谷之气”，也就是指各种食物中的营养成分、水份、湿气以及有利于人体的各种矿物质的微量元素，对生命的化学演化过程起催化、激活动力作用的S e,T i,V等十几种元素。据现代科学的理解，这些微量

3、元素，来自于地壳，其中除了包含那些在一切生命体中作为常量元素的钾(K),钠(N a),钙(Ca),镁(M g)及微量的锯(S r)之外更重要的有含d轨道的过渡元素:铳(S c)。钛(T i),钗(V),镒(M n),铝(M o),锌(Z n),铁(F e),钻(C o),银(N i),铜(C u)等。它们来自于矿物质中，但是在一切生命体中都以含水络合离子的形式存在，其中含d轨道的元素离子的孤对电子及正电荷对生命的化学演化过程，起催化、激活动力作用，故可以说在“水谷之气”中这些元素群是水谷“精微”的源泉。地气即五运，素问.天元纪大论篇日：“地以五为制”，“制”即制度规范，是指木、火、土、金、水五

4、运可以代表地上生、长、化、收、藏的物化现象，故 云“木、火、土、金、水，地之阴阳也，生、长、化、收、藏下应之”。一年之中分为五个运季，木为春主生，火为夏主长，土为长夏主化，金为秋主收，水为冬主藏，五运依此循环一周则为一年，一年之中不变的运季则为主运，但每一年中还有变化的大运和客运，其变化周期为五年。素问.天元纪大论篇云：“周天气者，六期为一备，终地纪者，五岁为一周”，故天气表述六气，地气表述五运。茅台在通天天气与地气作用下，茅 台“离开了茅台镇，生产不了茅台酒”的根本原因。图5 普洱茶风味轮）老树茶与台地茶矿物质元素含量比较人体重量的9 6%是有机物和水分，其余的4%则由数种不同的无机元素组成

5、，即机体灰分，目前确认有2 1种人体营养所必需，营养学中称这类营养素为矿物质，其中在体内含量较多,每日需要量在l O O m g以上者称为常量元素，它们是C a、P、S、K、N a、C l、M g等；在体内含量较少，日需要量在l O O m g以下，甚至以u g计者称为微量元素，它们是铁、锌、硒、镒、铜、碘、金 目、钻、辂、氟、硅、矶、银、锡等。矿物质在人体内不能合成也不会在代谢过程中消失，体内的矿物质每日通过各种途径排出一定量于体外，因此必需不断给予补充，每种必需的矿物质对人体具有重要的意义，它们有的参与构成机体支架,有的存在于软组织和体液中，是维持生命活动不可缺少的物质，有的参与调节体液渗

6、透压和酸碱平衡，有的则是多种酶的组成成分；还有的参与激素、维生素或其他代谢物质共同作用，总之，每一种必需矿物质至少有一种特殊的生理作用。矿物质元素是植物重要的化学组成部分，它们有的参与植物的物质组成，有的作为调节其生理代谢活动作用的元素，有的则兼备两种功能，对植物生命活动、新梢生长发育及品质成分的形成与积累都产生深刻的影响。茶叶中的无机元素很多，已定量检出的有3 0余种，1 4种人体所必需的微量元素在茶叶中都有。目前研究较多，而为茶树生命活动所必需或有生理活性，于人体有营养药用价值的元素为钾、钠、镁、镒、铁、硫、硒、钻、锌、银、铝、银、铭、钢、铜、铝、磷等1 7种元素。为了解老树茶、台地茶的矿

7、物质。元素含量差异，本试验检测了硫、磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜、镒、硼 共1 0种矿物质元素，前5种是茶中的肥料元素，也是人体中的常量元素，后5种在茶中、人体中均是微量元素，其检测结果见表3。老树茶、台地茶的微量矿物元素：由表3可看出，老树茶中所检测的微量元素总含量较台地茶高，其中铁、铜、镒在老树茶中含量较高,锌、硼含量则比台地茶低。铁含量最高的是南糯老树茶为7 0.2 m g /k g,最低的是景迈台地茶5 2.3 m g /k g,相 差1 7.9 m g /k g；老树茶中平均含量为6 5.3 m g /k g,台地茶中平均含量为6 7.9 m g /k go铁是铁氧还原蛋白和叶绿素形成

8、中某些酶的辅基或活化剂，故缺铁将抑制这些辅基的形成，氮、磷的需要及吸收也显著下降，茶树中的氨基酸、咖啡碱也相应减少。铁是人体必需的微量元素，成人体内含铁35g,约占体重的0.004%o在体内主要作为血红蛋白、肌红蛋白的组成成分参与02和C02的运输，铁又是细胞色素系统、过氧化氢酶和过氧化物酶的组成成分，在呼吸和生物氧化过程中起重要的作用。铁缺乏可引起缺铁性（营养性）贫血，它是一种世界性的营养缺乏症，在我国患病率也很高，处于生长阶段的儿童、青春期女青年、孕妇及乳母若膳食中的铁摄入不足就更易造成营养性贫血。铜含量最高的是景迈老树茶为15.7mg/kg,最低的是易武老树茶为12.2 mg/kg,相

9、差3.5mg/kg,老树茶中平均含量为14.2mg/k g,台地茶中平均含量为?3.7mg/kgo与李旭玫报道的茶叶中铜含量一般在20-45mg/kg相比，所分析的老树茶、台地茶铜含量均偏低。铜在体内是氧化还原体系的一种重要催化剂，遍布于全身组织中，是 人 体 内30多种酶的活性成分并参与造血过程，还能调节心搏，但它不能贮存于体内，因此需经常补充。如果缺铜，会使血清中的铁元素下降引起贫血，白细胞减少，骨质疏松。一些冠心病、胃癌、白血病等也与缺铜有关。成人每天对铜的最小需要量约为2mg,若日饮3杯茶，约摄入铜0.45mg/kg,占日需量的22.5%。镒含量最高的是易武老树茶为1045mg/kg,

10、最低的是景迈台地茶为283 mg/kg,相 差762mg/kg,老树茶中平均含量为768.7 mg/k g,台地茶中平均 含 量 为615 mg/kgo据研究，茶叶中富含镒，成茶中平均含镒量均 在300mg/kg以上，比一般植物约高60倍。在嗜好饮茶地区的人，每天从茶叶中可摄入所需要镒量的1/3,甚至更多。成人每天需要镒量约为2.55.Omg,一杯浓茶最高含量可达Img,每 天 饮 茶5-6杯，可满足人体需要镒的45%左右。镒是一切生物所必需的微量元素，对人体的作用是多方面的，其最重要功能是激活大量的酶类，参与多种物质代谢。茶叶中的铺能清除自由基，抑制脂质过氧化，人体缺镒影响生殖系统，如引起死

11、胎和无精子产生，另外还影响脑神经,易引起惊厥，例如癫痫病患者血液中镒的含量一般偏低。另据调查,百岁老人头发中的镒含量高、镉含量低，从而得出高镒低镉有助于长寿的结论。而茶叶正是镒含量高（浸出量高）、镉含量低。因此，经常饮茶可以起到预防某些疾病和长寿的作用。硼含量在老树茶与台地茶中不成规律，有高有低，其中最高的是南糯 台 地 茶55.5mg/kg,最低的是景迈老树茶7.83 mg/kg,相差47.67mg/kgo锌在台地茶中的平均含量为37.4mg/kg,在老树茶中的平均含量为36.5mg/kg,相 差0.9mg/kgo锌是仅次于铁而位居第二的必需微量元素，锌一般都被输送到植物生长旺盛的尖端组织中

12、，茶树梢越幼嫩的部分锌含量越高。1999年谢明勇用全反射X-射线荧光法分析茶叶中的矿物元素时发现：锌元素与茶叶的品质有一定的相关性，即茶叶品质越好锌的含量越高。另外，有关资料表明，由于茶树锌对镉的吸收有拮抗作用，故茶叶锌镉比值高，有利预防高血压；锌是泌尿系统主要器官肾的主要物质基础;茶叶中锌元素有80%溶于茶水中。锌是人体所必需的微量元素，成人体内含锌约23g,存在于所有组织中，肝、肾、脑等组织含锌量较多，正常血清锌浓度为100140ug/dl；锌是体内许多酶的组成成分或酶的激活剂，现已知体内有200多种酶与锌有关，因此锌对机体的生长发育，组织再生，促进食欲,促进维生素A的正常代谢，促进性器官

13、和性机能的正常发育，保护皮肤健康，增强免疫功能等多方面都有重要的意义；儿童缺锌主要表现为生长停滞，青少年缺锌除生长停滞外还会出现性器官及第二性征发育不全为特征的性幼稚型，孕妇缺锌会不同程度地影响胎儿发育，缺锌还会引起味觉减退或食欲不振，因为锌是唾液蛋白一一味觉素的组成成分，会使伤口愈合慢，机体免疫力降低。人体对锌的需要量远大于铜，加之我国耕地多半缺锌及民众饮食结构所限，国民缺锌已达50%。研究表明，人体所需微量元素日需量虽小，但从某种意义上，却比维生素还重要，因为它不像维生素那样能在人体内合成，也不像常量元素一样在体内贮存，它必须随着能量的消耗，随时补充，如果量不足，会使人生病或缩短寿命，完全

14、缺乏甚至能导致死亡。而茶叶就是能提供多种微量元素的饮料来源之一，这是因为茶叶中富含多种微量元素的饮料，它不仅含有全部人体所需的微量元素，而且有的元素含量较多，并 有50%-60%可溶于热水，人们通过饮茶就能从茶汤中获得。如果每日饮茶3杯（平 均10g茶），可从茶叶中获取相当于日需量的5%-20%的矿物元素，个别茶叶所含的矿物元素甚至可以满足日需量，所以，饮茶对发挥矿物质元素的营养作用，是比较适宜的。当然，就老树茶与台地茶相比较而言，老树茶能够提供更多的微量元素。老树茶、台地茶的常量矿物质元素：由表3可看出，所检测的常量矿物元素呈现一致性规律，即台地茶中的硫、磷、钾、钙、镁含量均高于老树茶。硫在

15、台地茶中的平均含量为0.2 6%,在老树茶中的平均含量为0.2 4%,相 差0.0 2%（绝对值）。硫是茶树必需的营养元素，其需要量仅次于氮、磷和钾三要素，居第四位，印度V e r m a报道，正常茶树茶叶的硫含量在0.0 8%0.3%之间。韩文炎的调查表明，高产茶园成熟叶片硫的含量平均为0.2 1%,中产茶园为0.1 6%,而低产 茶 园 为0.1 2%,茶树体内的硫主要在生命活动旺盛的部位，它不仅是胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸的重要成分，直接参与蛋白质的合成,而且与维生素和蛋白质的合成有关，试验表明，当茶树缺硫时，叶片变小，叶色变黄，叶脉失绿比叶肉严重，新梢节间变短，无花蕾形成，从而影响茶叶的产

16、量和品质。硫是人体内必需的常量元素之一。磷在台地茶中的平均含量为0.4 1%,在老树茶中的平均含量为0.3 5%,相 差0.0 6%（绝对值）。磷是能量代谢和物质代谢不可缺少的元素，磷在生理上和生化上是人体最必需的常量矿物元素之一,但在营养上对它很少注意，因为一切动植物食品都含有磷，因此人体一般不会缺磷。成人体内约含磷6 5 0 g,占体重的1%左右，其 中8 5%的磷与钙结合存在于骨牙中，1 0%的磷与蛋白质、脂肪等有机物结合参与构成软组织，其余部分广泛分布于体内多处磷的化合物中。钾在台地茶中的平均含量为2.1 1%,在老树茶中的平均含量为7.8 6%,相 差0.2 5%（绝对值）。钾是茶树

17、从土壤中吸收的含量仅次于氮的必需营养元素，在茶树体内呈离子状态，主要存在于新梢等茶树生命活动旺盛的部位。钾是茶树体内60多种酶的活化剂，能促进茶树光合作用，增强碳氮代谢，提高茶树抗逆性和抗病虫性等。在茶树体内，钾的含量与氨基酸和茶氨酸的含量成正相关。钾还可调节气孔运动，促进光合作用，从而有利于糖类和多酚类的形成，增强茶树的抗逆性。钾也是人体内必需的常量元素。钙在台地茶中的平均含量为0.3 3%,在老树茶中的平均含量为0.2 5%,相 差0.08%（绝对值）。钙是人体中含量最丰富的矿物元素，约占人体总量的1.5%-2%,其 中99%的钙集中在骨骼和牙齿等硬组织中，生长期的儿童和少年需要量较大，1

18、3 1 4岁是需要量最大时期，钙缺乏与维生素D的营养水平有关，也与磷有关，缺乏时对生长期的儿童可表现出生长发育迟缓、骨和牙齿差，甚至发生佝偻病。镁在台地茶中的平均含量为0.2 3%,在老树茶中的平均含量为0.2 1%,相 差0.02%（绝对值）。人体内含镁20-28g,其 中3/5集中在骨骼，2/5分散在肌肉和软组织，镁参与构成骨牙，是许多酶的激活剂，是心血管系统的保护因子，有利尿和导泻作用。在软组织中，镁同钾一样集中在细胞里，它是细胞内主要的阳离子之一，在血液中镁主要集中在红细胞内，镁在人体生理、病理及临床治疗中占有重要地位，Shoot.图茶树中茶氨酸代谢途径不同茶树品种根中茶氨酸含量和其底

19、物（谷氨酸和乙胺）含量的相关性（图1A-D）,发现乙胺含量和茶氨酸含量呈高度正相关，表明乙胺对茶氨酸的积累起到关键作用。并发现合成乙胺的丙氨酸脱竣酶编码基因CsAlaDC的表达量和乙胺、茶氨酸的含量也呈现高度正相关（图1E-H）,表 明CsAlaDC对茶树大量合成茶氨酸至关重要。值得一提的是，茶氨酸合成酶编码基因CsTSI的表达与茶氨酸含量不直接相关。官U SC图1不同茶树品种中茶氨酸合成前体代谢物含量、基因表达量与茶氨酸含量的相关性在模式植物烟草叶片中瞬时表达CsAlaDC,烟草叶片合成了高浓度乙胺（图2）,证明CsAlaDC在植物体内具有合成乙胺的活性。但是在只有大量乙胺合成的条件下，烟草

20、叶片中没有检测到明显的茶氨酸合成。说明只有乙胺存在，不足以大量合成茶氨酸。图2瞬时表达CsAlaDC的烟草叶片合成了乙胺在此基础上，将茶氨酸合成酶编码基因CsTSI与CsAlaDC在烟草叶片中共表达，烟草叶片合成了大量的茶氨酸（图3）,烟草叶片茶氨酸含量可达4 mg/g干重，这与茶叶中茶氨酸的含量相当。这一结果表明，CsTSI与 CsAlaDC协同作用决定了茶氨酸的大量合图 3 共表达CsAlaDC和 CsTSI的烟草叶片中合成了大量茶氨酸茶树基因组进化与香气相关基因的扩增舒茶早基因组的染色体水平组装有助于系统研究茶树和杜鹃目物种基因组的染色体进化轨迹。茶树最近的W G D 事 件（A d-3

21、 ）发生在杜鹃目共同祖先的全基因组三倍化（W G T-y）之 后（图2 A）,这导致了祖先杜鹃目（A E K）和茶树基因组之间的一对应六的同源基因组区域配对。在舒茶早基因组中，1 号和1 2 号染色体明显遭受了大多数融合和裂变事件，1 4 号染色体经历了最少的重排，这些重排主要来自A E K 7 （图2 A）。与舒茶早基因组相比，称猴桃基因组的额外W G D事 件（A d-a ）发生在2 6.7 M Y A 左右，随后发生大量基因组重排，导致狮猴桃中2 9 条现代染色体（图2 A）。最终发现，茶树7 号染色体和狮猴桃8 号染色体具有相似的A E K 核型，表明这两条染色体的重排事件最有可能发生

22、在它们的共同祖先身上（图2 A）。与骄猴桃、咖啡和可可相比，茶树中有9 1 个基因家族发生快速扩张。G O 功能富集分析显示，它们与菇烯合酶活性、U D P 葡糖基转移酶活性、铉转运和细胞芳香化合物代谢过程相关。菇烯合酶（T P S）和 U D P 葡萄糖基转移酶（U G T）是与茶叶香气有关的两种重要酶。因此，这些家族的扩张可能有助于提高茶叶品质。为了进一步研究T P S基因的进化和功能轨迹，作者在茶树基因组中彻底鉴定了 7 2 个 T P S基因。系统发育分析显示茶树T P S 基因有5 个亚群，其中a、b亚群占总T P S 基因的7 7.7 8%,大多数T P S 基因在茶树的叶片和花中

23、高度表 达（图2 B）。最近的串联重复事件（而不是W G D 事件）推动了茶树 T P S 基因的扩增（图2 C）。T P S 基因的系统发育鉴定出2 2 对基因，其 中1 7对（7 7.2 7%）是 在K s 0.1 6时 产 生 的（图2 D）,表明舒茶早中大多数T P S基因是保守的，且处于强阴性选择下。茶树T P S基因集中的大多数在对抗茶尺蟾（茶树最具破坏性的害虫之一）的攻击方面表现出更高的表达水平（图2 E）。研究者发现了一个包含5个与咖啡因合成相关的肌音-5 -单磷酸脱氢酶（I M P D H）基因的基因簇（咖啡因在植物抵御生物胁迫方面具有重要作用），该基因与T P S基因同时出

24、现。WGT-v 1 42605 genes ISAEK A-ijillJA hhW oflH hlo1 30906 genes 29321O543210Synonymous substtution rate(Ks)IMPDH(5cops)Young leaf Flower O Roof9 Mature leaf Fruc Stem图2茶树基因组中菇烯合酶基因的染色体进化与特征分析研究者发现了许多与茶叶品质和抗逆性相关的功能克隆基因，如苯丙氨酸解氨酶（P A L）基因、葡萄糖醛酸转移酶（UG T）基因、葩类合酶（T P S）等基因也在筛选中（图4 C）。205 regions+(598 gene

25、s)305 regions(977 genes)B Aromatic amino acd lyase Anctent vs.landfaceArmno add permease Landrace vs.etteLipoxygenase-feBiNB-ARC domainUDP-glucosyl transferaseWRKY DMA-boding domainM Q lke DNA-brxKng domainLeucne Rich repeats(2 copies)-t E B S B S&H MwAP2 domain-|Heltx-loop4ieiix DNA-bmding domainLe

26、gume lectr domain*WD domain,G-beta repeatCytochrome FM50012345678Nuntier o(genes图 4 从古老茶树品种到地方品种，从地方品种到优良品种的茶树基因组的选择性特征。小结该研究报道了一个染色体水平的参考茶树基因组，对与茶叶品质相关的基因组和基因进化提供了新的见解。同时还制作了野生和栽培茶树的高分辨率基因组变异图谱，并筛选出与茶叶品质和抗逆性有关候选基因。研究结果为我国未来茶树优异种质资源的科学保护、茶树重要农艺性状基因发掘、茶叶健康功效成分开发利用和遗传育种研究提供高质量数据资源和理论依据，同时也将促进了世界对茶的认识、

27、传播和利用。01风味相关代谢物的多样性2 0 1 7年，在春、夏、秋三个季节，对来自群体1的1 9 1种茶树资源的茶芽和叶（每个芽有两片叶）中1 0种风味相关代谢物的水平进行了测定，以确保数据准确。记录的数据包括不同季节代谢物干物质含量的范围、平均值、标准差、变异系数、多样性指数和遗传力（表1和图l a）。在春季、夏季和秋季，代谢物水平随季节而变化。此外，三个季节的代谢物水平之间存在显著的相关性。不同代谢物之间也存在相关性，包 括C G和E C G,G C和E GC,以 及T N和C A F之间（图1b）此外，在三个季节中检测到风味相关代谢物水平表现出明显变化。表1.群 体1部分茶风味相关代谢

28、物水平的变化Table 3 Correlation and significance analyses of candidate SNPs in Population 2LocusDominance/recessivenessTraitCorrelation coefficientP-valueF-valueSignificance levelScaffold 19892316385Recessive mutationC0.45M 6E-06245Extremely significantScaffold 19892316365Recessive mutationCAF-0 3 62.96E-

29、0414.1Extremely significantScaffold36146549Recessive mutationC059124E-1052.1Extremely significantScaffoW36146549Recessive mutationCAF-0.485.45E-O728.9Extremely significantScaffold451940283Recessive mutationC0548.79E-I692.9Extremely significantScaffold441a49397Recessive mutationGCG0536.96E-06226Extre

30、mely significantScaffold720:596655Dominant mutationC0391.42E-0626.5Extremely significantScaffold720:S96655Dominant mutationCAF-0515.78E-0623.1Exifemely significantScaffold 11503980Recessive mutationC0.708.79E-1692.9Exrremely significantScaffoldl 15503980Recessive mutationCAF-0.4036E-0518.7Extremely

31、significantScaffold2292:1l61ll6Dominant mutationEGCG-0 2 85.13E-O38.20Extremely significantScaffoldl 1822137911Recessive mutationC021425E-02423significantScafFoIdl 1822137911Recessive mutationCAF-0 2 32.40E-02526SignificantScaffold 11822,37911Recessive mutationGCG0251.17E-02661Extremely significantS

32、caffold殴 479585Recessive mutationECG0323.65E-03889Extremely significantScaffold349：3413816Recessive mutarionC0.484.78E-07292Exrremely significantScaffold349:34l38l6Recessive mutationCAF-0.404.04E-05185Extremely significantScaffold423309117Recessive mutationC0.708.79E-1692.9Extremely significantScaff

33、old4239：309117Recessive mutationCAF-0.40呼-邑 迈 维 匕j j则少时问F不Scaffotd4239309117Recessive mutationGCG0.53267E-0836.7Extremely significantCorrelation cocfTicient图 1.三个季节19 1份种质中10种代谢物的水平、0 2 分子标记、群体结构和遗传关系由 19 1份茶树种质资源组成的群体1 用于构建基于扩增片段S NPs 和甲基化（A F S M）方法的测序文库。测序结果为3 9 7.6 2 Gb 的数据，平均为 2.07 Gb o 在与茶树参考基

34、因组序列进行比较的基础上，使用S A Mt o o l s 和 V C F t o o l s 对每个样品进行S NPs 和 In D ei s 鉴定。总共检测到6,5 4 4,014 个变异基因座（包括6,15 2,3 7 3 个S NPs 和3 9 1,6 4 1个In D ei s）o用 S NP分析工具对S NP进行鉴定和筛选（MA F N5%,缺失W10%）,之后最终获得3 5,9 7 2 个高质量的S NP用于进一步分析。用 A d mi x t u r e软件分析获得的高质量S NP的群体结构。最大聚类亚组数（K）为 1-8,并计算相应K 值的交叉验证误差（C V 误差）。C V

35、 误差在增加之前先减小。因为当K=3 时C V 误差最小，所以该组被分成三个亚组（图2 a）。主成分分析的结果表明，主成分PC 1和 PC 2 可以清楚地将19 1个资源分为三组，这与组结构的划分一致（图2 b）。构建了一个连接树来探讨不同茶树种质间的遗传关系。结果A d mi x t u r e分析和主成分分析结果一致。根据地理分布、生物学特性和亲缘关系,将 19 1份资源分为三组。第 1组分为P1和 P2 亚组，而第3 组分为P4-P7 亚组（图2 c）。每一个亚组资源地理分布和生物学特性也具有显著区别。08642L0.0.0.0.删州邮册图2.群体结构和进化关系0 3 茶树基因组的连锁不

36、平衡为了评估在茶树材料关联研究中确定的标记位置的准确性，使用35,9 7 2个标记来分析两个基因座之间的连锁不平衡。结果表明，连锁不平衡随着SN P 之间物理距离的增加而降低。一般来说，当r 2=0.1或 r 2=0.2 时连锁不平衡的衰退距离是指基因组中SN P s 之间的物理距离。04 与代谢物相关的SN P s 分子标记使用混合线性模型（简称M L M）评估10种茶风味相关物质和35,9 7 2个高质量SN P s 之间的相关性，用 P Jsqo(d)。疝OIPAssqo50511nChromosomeal0 1 2Expected505052211浸。Ta 2gob oOT2 01 5

37、1 05a 3(d)oMOT图3.不同季节儿茶素（C）的全基因组关联分析0 5代谢物相关的基因和代谢途径在每个重要基因座中检测到的基因以及位于基因座上游或下游的基因被指定为候选基因，然后对其进行功能注释。在两个多季节检测到的基因被用于后续分析。18 0个功能性注释基因涉及7 0 K E G G途径，其中两个最富集的途径与代谢和次生代谢物的生物合成有关（图4 b）。代谢途径主要与氨基酸合成代谢、脂类代谢和碳水化合物代谢有关。次生代谢产物的生物合成途径主要与黄酮醇的生物合成；亚油酸代谢;泛醍和菇烯生物合成；食着烷、哌咤、角质和木栓素的合成；以及蜡质合成有关。abSpring596 mokculur

38、 markers)Summer(705 mulecuhr markers)97286-18s20942529AutumnI bluiaunr MI xbrr Irrpraoid Me b5yalbca，SlreocomoMi otrtaMkai J ryrtahkne KIMUM*J Furmc aielabotiMn J Pral traaviuctiaa j :(iene NambrPte1alaai*aad trlaplua Un，,alb5 I 1akni in 4hvrr eMrwinarat、-i g Mcufcolk(Mi*wa j .Rich FactorI*lM|HiofiB

39、r alkaloidR C yiMtn Z MMtUoalav actabottMaCatiB wbrrmc a4 wai MmntbcthBiMyathnh of y d a o auOMUcBto*rtntbe*K oBkM)MlwUar waiw acid1AmiB*cl-!(parlal*MUI(lulMndv atrUlMUtai一*号飞坛绛传哪口他上Rich Factor图4.通过全基因组关联分析鉴定的S N P s和基因o8条代谢途径与T N有关，大部分与氨基酸的合成代谢有关；1 3种代谢途径与C A F有关，包括次生代谢物的生物合成和影响光合作用和光呼吸的途径；与C相关的5 3

40、种代谢途径主要与莽草酸途径上游的初级葡萄糖代谢途径、与儿茶素合成途径相关的氨基酸代谢途径、儿茶素合成途径的一个分支、脂质代谢和应激耐受相关的代谢途径相关;9条C G相关途径为代谢途径：次级代谢物生物合成，类固醇生物合成，倍半菇和三葩类生物合成，抗生素生物合成，角质、次分泌和蜡生物合成，植物激素信号，和内吞作用；与E C相关的5个途径是次生代谢产物生物合成、亚油酸代谢、a亚麻酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和胞吞作用；共 有2 8条途径与E C G有关，包括代谢途径、次生代谢物生物合成，氨基酸（主要包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸）的合成和代谢，糖酵解，亚油酸代谢，戊糖和葡萄糖醛酸相互转化,和内吞作

41、用；2 6种 与G C G相关的途径，包括代谢途径、次生代谢物生物合成、类黄酮生物合成、氨酰T R N A 生物合成、喋吟代谢、泛素介导的蛋白水解、玉米素生物合成、氨基酸合成和代谢以及角蛋白、亚麻和蜡生物合成。在 1 8 0个注释基因中，1 9 个与T N 代谢相关，3 4 个与C A F 代谢相关,1 03 个与C 代谢相关，1 7 个与C G 代谢相关，7 个与E C 代谢相关，4 0个与E C G 代谢相关,2 个与E G C G 代谢相关，4 个与G C 代谢相关，5 8个与G C G 代谢相关。有的基因与多种代谢产物有关。止 匕 外，根据关联研究，大多数与C A F 代谢相关的基因也

42、与C 代谢相关，而与E C 代谢相关的基因也与E C G 代谢相关（表 2）o一些注释的基因在以前的研究中进行了鉴定，可能直接或间接有助于茶氨酸、咖啡酸和儿茶素的合成或调节（图5 a）。例如，黄酮醇合成是黄酮途径的一个重要分支，而 F L S 是催化黄酮醇生产的关键酶。几项研究证实，茶树中的儿茶素和花青素水平与编码F L S 的基因表达密切相关。图5.候 选S N P的定位和验证有大量证据表明，大多数植物代谢物，包括类黄酮、生物碱和氨基酸，可以被修饰（糖基化、酰化或与其他化合物结合），并被运输到液泡或其他亚细胞室进行临时储存。糖基转移酶参与与花青素和儿茶素合成途径相关的代谢物的糖基化，以对儿茶

43、素含量进行调节。关联分析确定了几个可能参与儿茶素合成的糖基转移酶相关基因。因为次级代谢物通常在不同于合成位点的位点发挥其生理作用，所以需要有效的细胞间转运和细胞内转运系统。A B C转运蛋白与生物碱和花青素的转运有关。A B C转运蛋白基因序列中的多个S N P s与T N和C相关，这意味着这些转运蛋白参与了风味相关代谢物的转运。植物多酚的生物合成主要受M Y B-b H L H-WD 4 0三元配合物的调控。在这项研究中，M YB 8 6、M YB 4 4和W D 4 0结构域蛋白与C相关（表2）。此外，其他基因也可能影响茶氨酸、咖啡碱和儿茶素的合成和调节。表2.通过关联分析确定的潜在代谢物

44、相关基因（部分结果）Tabla 2 PMMUal RMUboiHArvUtad gunn Idantrfwd by aitodatlon analytiiGamO ArawuMn Mubota Postton PesMnonZ geneItAtUMM*IN fafloWMJiMMCNraAXMaOI y“MnAa?iOI MraxvKM iyrMM)(CGH atturyf wreww ctEAOIMnt M CUM 3tHAOOXMI UVucMraMOW M CBucoMoaniAratfnANMXH I*WW Ctfveonnrpnxw11UMMMQAMU*v-unJCJAMI ujtM

45、WMMMJama S inbjAMcKMUma?E aan n幻Md血IIM O W M B banMMdn7ZJtMIQllUlK bonSoMDTPSm UonfcaftMMaiWM)(tonfaMdtHMHIM tanSQAASU namvnrf4aajM0Ja btmJtoUlMHKA&ftSXl EnnMMXdH4)9SM0S5Ua tamSQMWM4m MKMA UnnSaAA72/-*MXX44jn2.44*n(anyaifckflnTMaeaMjTmMz;M uon$aAMS7；?44M0Mjn IM nm tenSnMdlMMMMMmiMM)ninonokniKJSMn so

46、onm uonScjM lM M SM m m i MnmVaAMTMVjigoe tenTCAOOMt/l gkKtn*ra*MW CHMDKMat AWontng anwarMO INMMUx?nmin gtwnuM M lm yU ImmvonSaftAnmUXMns&NMOI)(m ron为 乎 迈 维 代 九M士毗必M M皿XMI”0 6 候选SNP验证为了验证S N P标记的可靠性，在包括9 8个茶树种质资源的群体2中验证了 3 0个候选S N P s。S N a P s h ot测序结果显示，1个、2个 和3个等位基因分别被5个、2 3个和2个S N P s位点扩增。由于观察到与

47、P C R反应扩增结果不一致，因此在两个等位基因中的2 3个S N P s中的三个S N P s被排除，剩余的2 0个S N P s位点被验证（图5 b,c）o基 于9 8个样本中2 0 个 S N P s 位点的基因型和1 0 种代谢物的水平，完成了相关性和显著性分析。代谢物和1 7 个 S N P s 之间共有2 9 个相关性（表 3）o1 0 个标记与C 相关，相关系数在0.2 1-0.7 0 之间。具体来说，3 个标记与C 呈强相关（0.6 W 相关系数|0.8）,5 个呈中度相关（0.4 W 相关 系 数 0.6）,2 个呈弱相关（0.2 W相关系数|ffdd4239:309117R

48、ecwsive mutationCAF-0.40:利忖9时柯f?tScaffdd4239：3O9n7Recessive mutationGCG0532i7E-0836.7Extremely$ign/tcant表44 5 14种茶叶中生物高分子活性中心元素含量(m g k g1)Table 4 4 5 Biopo1ym e r active centers dements in 14 kinds of tea(m g-k g i茶叶名SrTiMnMoVZnCrFcCoCuNi小叶苦丁0.0460.0110.1350.010.0403090.1260.4790.0020.2350.012普洱0.1

49、730.2624.3110.0140.1870.4150.3393.790.0360.130.097大叶苦丁0.130.0261.7440.0140.1570.6020.3331.3150.0320.1380.056云南大叶红茶0.1090.0734.2110.0050.1080.7130.2581.6550.0390.2810.07湖北箱峰茶0.1150.0570.5070.0040.1090.6870.2110.2770.0340.0970.14冻顶乌龙0.1560.0258.0220.010.1220.2560.1820.8540.0350.150.09六安瓜片0.1290.1193.2

50、070.020.1130.3980.2582.0540.0330.1630.116演红0.1250.1012.25300.1340.3760.0891.7840.0350.1610.069高山公宴茶0.0870.0682.2180.0040.1070.5170.1650.7750.0350.2060.08洞庭碧螺春0.120.0336.2030.0160.1140.5720.4321.0320.0310.140.071黄山雀舌0.1380.0514.2140.0140.1170.4650.4210.6080.0370.0990.153白电乌龙茶0.0940.0110.8230.0070.044