二、科技創(chuàng)新是茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力源
科技創(chuàng)新是中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展永遠(yuǎn)的核心動(dòng)力，沒(méi)有科技創(chuàng)新作為支撐，茶葉品牌營(yíng)銷、三產(chǎn)融合都是無(wú)源之水、無(wú)本之木。只有通過(guò)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種資源創(chuàng)新、高效低耗的栽培技術(shù)創(chuàng)新、綠色安全的病蟲(chóng)防控、先進(jìn)加工技術(shù)與裝備創(chuàng)新及跨界增值的深加工利用，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、低耗、增值。茶產(chǎn)業(yè)的魅力在于三產(chǎn)高度融合，這也是今天茶葉成為農(nóng)業(yè)作物中惟一一個(gè)以一個(gè)作物形成一個(gè)專業(yè)的原因。未來(lái)茶業(yè)三產(chǎn)融合、茶康文旅融合極有可能發(fā)展成為中國(guó)高效農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代休閑農(nóng)業(yè)的典范。
近年來(lái)，包括中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所、浙江大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)等在內(nèi)的各大科研院校和高等學(xué)校的專家團(tuán)隊(duì)，為我國(guó)茶業(yè)的發(fā)展提供了大量的基礎(chǔ)理論研究成果和核心技術(shù)創(chuàng)新成果。中國(guó)目前擁有世界上規(guī)模最大的茶葉科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、最顯著的創(chuàng)新成果，對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展所起的推進(jìn)作用也是最明顯的。
1、茶樹(shù)資源利用與品種選育
（1）建立了全球最豐富的茶樹(shù)種質(zhì)資源庫(kù)
目前，中國(guó)已經(jīng)建立了全球最豐富的茶樹(shù)種質(zhì)資源庫(kù)，國(guó)家茶樹(shù)資源圃共收集了3550份資源（表4），不管是數(shù)量、質(zhì)量還是內(nèi)涵，已經(jīng)超過(guò)印度、日本和韓國(guó)，是全球保存規(guī)模最大、多樣性最豐富的茶樹(shù)基因庫(kù)。同時(shí)，基于表型和遺傳多樣性分析，構(gòu)建了核心種質(zhì)庫(kù)。作為世界茶樹(shù)的原產(chǎn)地，中國(guó)在茶樹(shù)種質(zhì)資源方面，目前已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，未來(lái)的重點(diǎn)在于如何利用這些資源選育特異品種，應(yīng)用于生產(chǎn)。
（2）利用特異種質(zhì)資源選育了一批優(yōu)良茶樹(shù)新品種
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)茶葉科技工作者利用特異種質(zhì)資源選育了一大批優(yōu)良的茶樹(shù)新品種，地方群體品種資源被廣泛應(yīng)用于茶樹(shù)新品種選育，通過(guò)系統(tǒng)選育、人工雜交、輻射誘變等手段，共育成無(wú)性系新品種 272 個(gè)，目前系統(tǒng)選育品種216個(gè)，占80%左右。目前選育的白葉1號(hào)、黃金芽、黃金茶、紫娟、可可茶、中茶302、金觀音、香妃翠、丹霞 2 號(hào)、春閨等，都是可圈可點(diǎn)的資源創(chuàng)新成果，這些品種將會(huì)成為我國(guó)茶業(yè)下一輪品質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)的核心，將有力推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
（3）我國(guó)茶樹(shù)品種選育成果領(lǐng)先世界
目前，我國(guó)茶樹(shù)品種數(shù)量和多樣性居世界首位，有國(guó)家級(jí)認(rèn)（審、鑒）定品種 134 個(gè)，其中育成品種 104 個(gè)；省級(jí)認(rèn)（審、鑒）定品種超過(guò)200 個(gè)；獲得植物新品種權(quán) 98 個(gè)，取得登記新品種90個(gè)。品種的豐富性和多樣性促進(jìn)了我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和茶園單位面積效益的提升，滿足了多茶類生產(chǎn)和多元化市場(chǎng)的需求。
（4）茶樹(shù)品種選育方法和手段創(chuàng)新
我國(guó)在茶樹(shù)品種選育的手段和方法上已經(jīng)有很多創(chuàng)新成果，比如利用輻射誘變技術(shù)選育出了中茶108，利用航天育種技術(shù)獲得了良性變異的茶樹(shù)單株，利用物理、化學(xué)或航天等手段人工誘導(dǎo)茶樹(shù)的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，是茶樹(shù)傳統(tǒng)育種技術(shù)的重要補(bǔ)充。在茶樹(shù)分子輔助育種方面也取得一系列進(jìn)展，采用分子輔助育種創(chuàng)制的低咖啡堿茶樹(shù)新種質(zhì)完成了早期鑒定，并取得了成功。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功地構(gòu)建了茶樹(shù)基因沉默（RNAi）技術(shù)體系，明確了安吉白茶葉片在白色和綠色之間轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制及調(diào)控靶點(diǎn)，為未來(lái)的分子育種奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
2、茶樹(shù)全基因組與代謝調(diào)控機(jī)制
我國(guó)在茶樹(shù)全基因組及代謝調(diào)控分子機(jī)制方面取得一系列輝煌的成就。茶樹(shù)基因組具有高雜合、高重復(fù)和基因組大等特點(diǎn)，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院昆明植物所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位一直致力于茶樹(shù)全基因組研究，并終于取得了重大突破。研究者們利用單分子測(cè)序（PacBio）和染色體構(gòu)象捕獲（Hi-C）等先進(jìn)技術(shù)手段，獲得了染色體級(jí)別的茶樹(shù)高質(zhì)量參考基因組序列。同時(shí)，研究還在不斷深入，全基因組序列從相對(duì)粗放到比較精細(xì)，這些基礎(chǔ)研究成果將會(huì)為下一輪中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展，尤其是茶樹(shù)種質(zhì)資源創(chuàng)新奠定雄厚的理論基礎(chǔ)，并且將會(huì)為世界所共享。茶樹(shù)原產(chǎn)地一直是受世界各國(guó)爭(zhēng)議的一個(gè)話題，近年來(lái)，我國(guó)科技工作者在茶樹(shù)分子生物學(xué)領(lǐng)域尤其是全基因組序列的破譯，為栽培茶樹(shù)起源于我國(guó)西南地區(qū)云貴高原提供了重要的科學(xué)佐證。
圍繞茶葉品質(zhì)與功能成分的生物合成與代謝調(diào)控，我國(guó)科技工作者在兒茶素、茶氨酸、嘌呤生物堿等次生代謝產(chǎn)物和茶葉香氣物質(zhì)的代謝途徑與分子調(diào)控機(jī)制方面，取得了一系列具有顯示度的研究突破。這些研究成果一定會(huì)為未來(lái)茶樹(shù)優(yōu)異品種選育和茶葉加工技術(shù)創(chuàng)新，以及形成新的產(chǎn)品品質(zhì)風(fēng)格奠定理論基礎(chǔ)。
3、茶樹(shù)土壤與營(yíng)養(yǎng)調(diào)控分子機(jī)理
由于忽視了有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，一段時(shí)間以來(lái)茶園過(guò)度施用化肥。氮肥的過(guò)量施用，不僅降低了茶園土壤微生物多樣性，顯著改變了茶園土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，降低了茶園土壤微生物群落的穩(wěn)定性，而且使茶園土壤嚴(yán)重酸化，大量土壤養(yǎng)分淋溶損失，造成茶園土壤肥力的持續(xù)下降，影響了茶葉的自然品質(zhì)。通過(guò)對(duì)土壤微生物的系統(tǒng)研究，解析了茶園土壤微生物種群特征下養(yǎng)分轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活特性；明晰了茶園土壤致酸原因，建立了土壤酸化改良新技術(shù)；同時(shí)明確了茶園真菌微生物群落對(duì)土壤肥力的響應(yīng)具有確定性。這些研究成果為應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)改良土壤、增加肥力，提升茶葉生產(chǎn)的根基奠定了基礎(chǔ)。今后，茶樹(shù)根際土壤微生物群落茶樹(shù)根際土壤微生物制劑將成為茶園土壤與肥力研究的熱點(diǎn)。
我國(guó)在茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)平衡和分子調(diào)控方面也有一系列的技術(shù)性突破，如明確了大量元素（N、P、K）與茶樹(shù)品質(zhì)成分積累的關(guān)系；揭示了中微量元素（Ca、Mg、S、Zn等）對(duì)茶樹(shù)特征品質(zhì)成分的影響；揭示了茶樹(shù)氮素初級(jí)吸收、同化機(jī)制；明晰了控制茶樹(shù)氮吸收的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及關(guān)鍵基因；明確了春茶第一次開(kāi)采前40 ~ 50 d為茶樹(shù)養(yǎng)分調(diào)控的最佳時(shí)期，此時(shí)追施氮肥有利于強(qiáng)化茶樹(shù)儲(chǔ)藏氮素，提高春茶的氮素利用率；發(fā)現(xiàn)春茶新梢吸收的氮肥量可以通過(guò)施氮肥至新梢采摘期間大于 8 ℃的土壤活動(dòng)積溫來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)；揭示了茶樹(shù)偏銨利用營(yíng)養(yǎng)的分子機(jī)理等。這些研究成果都將為我國(guó)茶園的高質(zhì)量生產(chǎn)和管理提供支撐。
在茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生理方面，國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)踐，構(gòu)建了一系列的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)模式，如不同茶類養(yǎng)分總量與配比技術(shù)、茶樹(shù)養(yǎng)分快速診斷技術(shù)、茶園有機(jī)肥替代化肥技術(shù)、茶樹(shù)養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)空匹配技術(shù)、茶園水肥一體化技術(shù)、茶樹(shù)葉面營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)、茶園土壤改良與生物培肥技術(shù)等，同時(shí)形成了茶園化肥減施增效技術(shù)體系，通過(guò)精準(zhǔn)養(yǎng)分用量、調(diào)整有機(jī)肥和化肥結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方法等措施，改良土壤肥力。應(yīng)用該技術(shù)可使化肥減量37%，肥料農(nóng)學(xué)利用率提升 40%，同時(shí)生產(chǎn)的茶葉香氣、滋味品質(zhì)明顯提升。
4、茶樹(shù)逆境脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制
茶樹(shù)逆境脅迫是一直以來(lái)最受業(yè)界關(guān)注的話題，尤其是高溫干旱脅迫和低溫脅迫，低溫脅迫中又尤其關(guān)注倒春寒。近年來(lái)，我國(guó)在茶樹(shù)逆境生理研究方面取得了一系列的重要進(jìn)展。在茶樹(shù)高溫逆境研究中，揭示了 CO2濃度升高對(duì)茶樹(shù)初級(jí)代謝和次生代謝的顯著影響；發(fā)現(xiàn)水楊酸參與調(diào)控茶樹(shù)類黃酮合成代謝，是調(diào)節(jié)高溫逆境響應(yīng)的關(guān)鍵成分。低溫脅迫是長(zhǎng)期以來(lái)困擾江南茶區(qū)的重要問(wèn)題。近年，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)在茶樹(shù)低溫脅迫機(jī)制方面取得重大進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，低溫誘導(dǎo)的橙花叔醇等揮發(fā)物可增強(qiáng)鄰近茶樹(shù)的抗寒能力，并且從響應(yīng)機(jī)制上找到了作用靶點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)橙花叔醇糖苷化可改變茶樹(shù)自由基清除能力，誘導(dǎo)CBF表達(dá)，從而提高茶樹(shù)的抗寒能力。
5、茶園綠色防控與質(zhì)量安全
在茶園綠色防控與質(zhì)量安全方面，由陳宗懋院士領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的研究，已經(jīng)有了重大的理論和技術(shù)創(chuàng)新成果。創(chuàng)建了茶樹(shù)害蟲(chóng)性信息素誘捕技術(shù)體系，探明了灰茶尺蠖性信息素誘殺技術(shù)主要參數(shù)，發(fā)明了性信息素高效精準(zhǔn)誘殺技術(shù)。利用該技術(shù)可顯著降低茶園灰茶尺蠖成蟲(chóng)蟲(chóng)口密度，進(jìn)而控制下一代幼蟲(chóng)數(shù)量。先后鑒定了灰茶尺蠖、茶尺蠖、優(yōu)美苔蛾等茶園昆蟲(chóng)性信息素成分，優(yōu)化了茶毛蟲(chóng)、茶細(xì)蛾、茶蠶的性信息素配方，已經(jīng)研發(fā)出灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶毛蟲(chóng)、茶細(xì)蛾、茶蠶等茶樹(shù)害蟲(chóng)系列化性誘劑，引誘效果是市場(chǎng)同類產(chǎn)品的4 ~ 264倍。性誘技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)茶園全面推廣，效果非常好。同時(shí)，還研發(fā)了天敵友好型殺蟲(chóng)燈、數(shù)字化誘蟲(chóng)板。經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，陳宗懋院士團(tuán)隊(duì)在茶葉農(nóng)藥殘留領(lǐng)域取得新突破，創(chuàng)立了農(nóng)藥最大殘留限量制定規(guī)范的新理論，揭示了干茶和茶湯中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的含量差異，首創(chuàng)以茶湯中農(nóng)藥殘留作為“有效風(fēng)險(xiǎn)量”的理念；構(gòu)建了“半衰期、蒸汽壓、水溶解度、ADI、LD50、魚(yú)和蜜蜂毒性”多因子茶園農(nóng)藥安全評(píng)價(jià)和選用技術(shù)，篩選出水溶性農(nóng)藥的替代產(chǎn)品，解決了產(chǎn)前茶園的選藥問(wèn)題；揭示了茶葉外源污染物的發(fā)生和轉(zhuǎn)移規(guī)律，創(chuàng)建了污染物的源解析和管控模式等。為此，該系列研究成果于2019年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
6、茶葉制造化學(xué)與品質(zhì)化學(xué)機(jī)理
我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的最大魅力是全產(chǎn)業(yè)鏈，茶葉不但要有好的品種和栽培技術(shù)，還要有技藝精湛的制茶大師，制茶大師成功的關(guān)鍵在于制茶理論的突破，然后才有加工技術(shù)與裝備的創(chuàng)新。在茶葉加工領(lǐng)域，近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)家借助現(xiàn)代分析手段和分子生物學(xué)的融合，取得了一系列新的突破。
（1）在茶葉香氣研究方面有了新進(jìn)展
系統(tǒng)探明了六大茶類加工工藝對(duì)茶葉香氣等風(fēng)味物質(zhì)變化的影響。以具有明顯蘭花香的安鐵觀音、太平猴魁、舒城小蘭花為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)蕙蘭的花香與茶葉的蘭花香最為接近，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和香氣提取物稀釋分析（AEDA）發(fā)現(xiàn)順式茉莉酸甲酯（epiMeJA）是對(duì)蕙蘭香和蘭花香起主要貢獻(xiàn)的化合物，揭示了茶葉中蘭花香及其分子感官基礎(chǔ)。揭示了高溫烘焙過(guò)程中茶氨酸轉(zhuǎn)化成香氣成分的途徑；鑒定出了栗香綠茶、龍井茶等代表性綠茶、世界四大高香紅茶、不同花色白茶及不同品種閩北烏龍茶中的 2-戊基呋喃、反式β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、反式2-壬烯醛等關(guān)鍵嗅感化合物。構(gòu)建了茶葉香氣指紋圖譜及茶葉香氣判別模型，以茶葉香氣全組分為指標(biāo)，建立了浙江龍井茶的 HS-SPME/GC×GC-TOFMS 香氣指紋圖譜，以手性萜類化合物為指標(biāo)，構(gòu)建了浙江龍井茶的三維指紋圖譜、紅茶產(chǎn)地判別模型、茶葉手性指紋數(shù)據(jù)庫(kù)和白茶年份預(yù)測(cè)模型。
（2）茯磚茶加工過(guò)程中關(guān)鍵香氣成分及其變化研究取得新進(jìn)展
研究發(fā)現(xiàn)，加工過(guò)程中茯磚茶原料中的 “青氣”逐漸降低，“花香”“菌花香”“木香”“薄荷香”逐漸升高，特征性香氣不斷形成?！扒鄽狻睂傩缘某煞种饕校?-辛烯-3-醇、苯乙醇、香葉醇、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛、庚醛、己醛等，“花香”和“菌花香”屬性的成分主要有：芳樟醇、苯乙酮、水楊酸甲酯，“木香”屬性的成分主要有雪松醇。在茯磚茶加工過(guò)程中真菌群落對(duì)揮發(fā)性成分的影響與貢獻(xiàn)大于細(xì)菌群落，引起揮發(fā)性成分變化的核心菌群主要有曲霉屬（Aspergillus）、假絲酵母屬（Candida）、德巴利酵母屬（Debaryomyces）、青霉屬（Penicillium），以及未分類的散囊目真菌（Unclassified Saccharo-mycetales）。
（3）黑茶中普洱茶素（Puerins）等品質(zhì)與功能新成分的發(fā)現(xiàn)
從茯磚茶中分離出多個(gè)黃烷-3-醇衍生物，主要為黃烷-3-醇B環(huán)裂解產(chǎn)物，在湖南黑茶、六堡茶、日本微生物發(fā)酵茶中也發(fā)現(xiàn)了黃烷-3-醇B環(huán)裂解產(chǎn)物。在茯磚茶、普洱茶中還發(fā)現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎的黃酮類化合物，這些化合物在成熟葉片加工的茶葉中含量較高，在細(xì)嫩的茶葉中含量較低，但在白茶中含量相對(duì)較高，尤其在壽眉、貢眉中的含量比較高。這些黃酮類化合物的發(fā)現(xiàn)，為茶葉發(fā)揮降脂降糖、預(yù)防阿爾茨海默癥等作用提供了新的物質(zhì)基礎(chǔ)。
研究發(fā)現(xiàn)，黑茶在微生物的作用下會(huì)釋放出一系列的酚酸類物質(zhì)，目前已從茯磚茶、普洱茶和千兩茶中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)酚酸類化合物。有機(jī)酸的積累不僅能使黑茶口感順滑，而且能增強(qiáng)黑茶的部分健康屬性。還從茯磚茶中分離到一大批綠茶、紅茶中沒(méi)有或者含量很低的新的萜類化合物。日本研究者也同時(shí)從日本微生物發(fā)酵茶Awa-bancha中分離得到了部分新的萜類化合物。
另外，從普洱茶、千兩茶中還分離鑒定了除咖啡堿、可可堿、茶堿之外的非嘌呤類生物堿。這一系列新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，為黑茶品質(zhì)的改善和輔助人體神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)揮提供了可能。
（待續(xù)）
具體內(nèi)容詳見(jiàn)《中國(guó)茶葉》2021年第2期，P1-9，《創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展——從茶學(xué)基礎(chǔ)研究到支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展》，作者：劉仲華，陳宗懋，楊亞軍，姜仁華。
第一作者簡(jiǎn)介
劉仲華
中國(guó)工程院院士，教授、博士生導(dǎo)師，《中國(guó)茶葉》主編
長(zhǎng)期從事茶葉加工與資源高效利用研究，致力于創(chuàng)新茶葉加工理論技術(shù)、提高茶葉資源利用率和產(chǎn)業(yè)綜合效益。創(chuàng)新黑茶加工和茶葉深加工理論與技術(shù)體系，揭示了黑茶加工品質(zhì)風(fēng)味形成機(jī)理及黑茶健康屬性，創(chuàng)建了黑茶優(yōu)質(zhì)高效安全加工關(guān)鍵技術(shù)體系，強(qiáng)力推進(jìn)了我國(guó)黑茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效與快速發(fā)展。先后主持國(guó)家和部省級(jí)項(xiàng)目30多項(xiàng)，以第一完成人獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。獲授權(quán)發(fā)明專利39件，制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI論文60多篇，主編或參編學(xué)術(shù)專著與高校教材13部。
原標(biāo)題丨劉仲華等：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展——從茶學(xué)基礎(chǔ)研究到支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展（二）
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