破解茶树的氨基酸蓝图

　　

最近的一项研究揭开了茶树氨基酸代谢的秘密，揭示了根组织氮同化和关键氨基酸向叶片的长途运输的关键作用。这一发现为提高茶的风味和健康益处提供了一条途径，为改进茶叶种植方法和提高茶饮料的质量奠定了基础。氨基酸对植物生长至关重要，并显著影响茶叶的风味和健康益处。茶树，特别是茶树，具有独特的氨基酸特征，这有助于它们独特的味道和营养价值。尽管已知茶氨酸和谷氨酰胺(Gln)等氨基酸的重要性，但它们在茶树中合成、运输和降解的详细动力学尚不清楚。由于这些挑战，有必要对茶树氨基酸复杂的代谢途径和空间分布进行深入的研究。

湖南农业大学的研究人员在2024年2月28日发表在《 Horticulture Research》上的一项研究(DOI: 10.1093/hr/uhae060)中，剖析了茶树中氨基酸生物合成、运输和周转的空间动态。该研究提供了控制这些过程的代谢途径和基因表达的详细分析。通过了解这些机制，研究人员旨在改善茶叶种植和提高茶饮料的质量。研究表明，氮同化主要发生在根部，在那里谷氨酰胺、茶氨酸和精氨酸(Arg)被积极合成。然后这些氨基酸通过植物的维管系统运输。转录组分析发现，参与精氨酸合成的基因在根中高度表达，而负责精氨酸运输和降解的基因在茎和幼叶中表达。这表明植物内部有一个复杂的氨基酸管理系统。一个关键的发现是CsGSIa基因的作用，它对氨基酸的合成、运输和循环至关重要。CsGSIa在转基因茶树中的过表达和敲低实验表明，其对谷氨酰胺和茶氨酸水平有显著影响。研究还强调，精氨酸、谷氨酸、谷氨酸和茶氨酸是木质部汁液中主要的氨基酸，促进了氮从根到叶的长距离运输。

首席研究员Jian Zhao博士说:“我们的研究结果提供了茶树氨基酸代谢的详细地图，这对基础科学和应用农业实践都至关重要。了解这些代谢途径为培育口味更好、有益健康的茶叶品种开辟了新的可能性。”这项研究的发现对茶叶行业具有重要意义。通过阐明氨基酸代谢的途径，本研究为开发具有更高水平的有益氨基酸的茶树，提高风味和营养价值铺平了道路。这些见解可以应用于育种计划和种植实践，以生产优质的茶叶品种。此外，了解这些代谢过程可以帮助制定提高氮利用效率的策略，从而为更可持续和高产的茶叶种植做出贡献。

国家自然科学基金项目(U23A20214)、湖南省“三拔尖”创新人才项目(2022RC1142)资助。

Dissection of the spatial dynamics of biosynthesis, transport, and turnover of major amino acids in tea plants (Camellia sinensis)