烏龍茶是我國傳統(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烏龍茶獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)形成的調(diào)控機(jī)制開展了系統(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Illumina、PacBio和Hi-C測序結(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別基因組與兩套單體型染色體級別基因組，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程首道工序，對烏龍茶獨(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，并利用高通量測序鑒定分析了非編碼RNA對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。
通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)對無光萎凋和短時日光萎凋葉對比分析發(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光萎凋葉，表明通過短時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)歷長時間的機(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照，對茶葉進(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)物含量變化趨勢呈正相關(guān)。通過蛋白質(zhì)-代謝產(chǎn)物的關(guān)聯(lián)分析表明，在酶促反應(yīng)過程中產(chǎn)生的碳水化合物、氨基酸和黃酮類化合物的動態(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加工過程中蛋白質(zhì)對風(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。
來源：福建農(nóng)林大學(xué)、學(xué)習(xí)強(qiáng)國、北京茶世界
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