野生与栽培茶树鲜叶中关键代谢物积累及风味形成的代谢组学与转录组学解析

本研究针对野生与栽培茶树鲜叶风味差异的分子机制问题，通过代谢组学(UPLC-MS/MS)和转录组学(RNA-Seq)技术，对比分析了云南野生古茶树(WT)、栽培古茶树(CT)和台地茶(TT)的代谢特征。研究发现424种代谢物中327种存在差异积累(DAMs)，其中CT富含与茶味相关的黄酮类(如EGCG)和氨基酸，TT则积累更多苦味物质(如D-缬氨酸)，而WT特有的槲皮素苷和α-紫罗兰酮可作为区分野生与栽培茶的标志物。研究通过WGCNA鉴定出15个调控黄酮和氨基酸合成的MYB/bHLH转录因子，为茶树风味改良和野生资源保护提供了分子依据。

　　

茶，这一源自东方的神奇饮品，承载着数千年的文化积淀与健康密码。从野生古茶树的苍劲挺拔到现代茶园整齐的灌木丛，茶树在人类驯化过程中发生了哪些微妙变化？为何野生茶甜醇回甘，而栽培茶或浓烈或淡薄？这些风味差异背后隐藏着怎样的分子奥秘？

近期发表在《Industrial Crops and Products》的研究给出了答案。团队选取云南三种典型茶树——生长在海拔2050-2500米原始森林的野生古茶树(WT)、百年树龄的栽培古茶树(CT)和现代茶园台地茶(TT)，采用广泛靶向代谢组学检测424种代谢物，结合转录组测序，首次系统揭示了野生与栽培茶树鲜叶代谢差异的分子基础。

关键技术包括：1) UPLC-MS/MS广泛靶向代谢组学分析；2) Illumina HiSeq转录组测序；3) WGCNA共表达网络构建；4) qRT-PCR验证关键基因表达。

【代谢与遗传分化】

PCA分析显示WT、CT、TT在代谢和转录层面显著分离，CT与TT亲缘更近。代谢组鉴定出12类424种代谢物，黄酮类占比最高(28.07%)，其中113种为DAMs。

【关键代谢物特征】

CT叶片富含甲基没食子酸、木犀草素等黄酮，以及N-(3-吲哚乙酰)-L-丙氨酸等鲜味氨基酸；TT则积累更多EGCG(儿茶素没食子酸酯)和苦味氨基酸D-缬氨酸；WT独有α-紫罗兰酮(木香)和L-酪胺，槲皮素苷含量显著高于栽培种。

【转录调控网络】

KEGG富集显示"黄酮生物合成"和"苯丙烷代谢"通路活跃。WGCNA鉴定出棕色、蓝绿色和蓝色模块分别与黄酮、儿茶素和氨基酸代谢相关，发现15个MYB/bHLH转录因子可能调控CSA029707(CHS)、CSA013326(F3H)等关键基因。

【代谢通路图谱】

苯丙氨酸上游代谢在CT中活跃，F3H(CSA013326)表达验证与二氢杨梅素积累正相关；ANR(CSA020801)和SCPL(CSA005865)与8种儿茶素合成高度相关。野生茶中GDH(谷氨酸脱氢酶)高表达却伴随谷氨酸低积累，提示存在特殊调控机制。

这项研究不仅解析了"古树茶更醇厚"的科学本质——栽培古茶树(CT)兼具野生茶的丰富代谢和栽培茶的高效合成能力，更发现α-紫罗兰酮和槲皮素苷可作为野生茶鉴别标记。团队提出的MYB-bHLH转录调控网络为风味定向育种提供了靶点，而野生茶特有代谢物则为开发功能性茶制品开辟新思路。正如研究者Fei Wang强调的，这项成果对保护野生茶种质资源和推动茶产业可持续发展具有双重价值。