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香氣|探究“東方神奇樹葉”的奧秘


香氣|探究“東方神奇樹葉”的奧秘
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茶園 。 （資料圖片）
“琴棋書畫詩酒茶”“寧可三日無食 ， 不可一日無茶”……自古以來 ， 茶葉這種神奇的東方樹葉 ， 就和國人日常生活緊密相連 。 茶是世界三大飲料之一 ， 而我國是世界上最大的茶葉生產國、消費國 ， 也是第二大茶葉出口國 。
喝茶有益健康 ， 品茶可以修身養性 ， 茶的香氣能夠愉悅身心 ， 種茶可以增收致富……這小小的葉子為何如此神奇？坐落在安徽農業大學內的茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室 ， 一步步向我們揭示出其中的奧秘 。
破解最關鍵基因組信息
中華文明幾千年來的文化沉淀 ， 讓茶在老百姓心中樹立起健康飲料的符號 。 實驗室主任宛曉春表示 ， 當代中國理應在茶葉基礎科學和應用技術研究領域作出更加突出的貢獻 ， 才無愧于茶故鄉和最大產茶國的地位 。
作為全國園藝學學科中唯一一個國家級重點實驗室 ， 從茶葉代謝產物到茶與健康 ， 從茶樹品種培育到茶葉生產加工 ， 從推進茶產業振興到服務鄉村振興 ， 科研工作者們在這里不斷探索 。 8月3日 ， 宛曉春團隊研究發現 ， 綠茶可以預防和延緩5XFAD轉基因小鼠腦內β淀粉樣蛋白（Aβ）形成 ， 減少神經突觸損傷 ， 改善學習記憶能力 ， 進而得出結論 ， 飲用綠茶或能預防和延緩老年癡呆 。 這項成果又一次把茶的健康功能推向一個研究新高度 。
2018年4月21日 ， 歷經十年攻關 ， 實驗室發布最新研究成果：成功破解世界上分布最廣的中國種茶樹全基因組信息——基因組大小為3.1Gb ， 包含33932個基因 ， 重復序列含量為64% 。
在成功破解茶樹基因組的基礎上 ， 實驗室又通過與其他十個物種的基因組進化分析 ， 發現茶樹祖先種大約在8000萬年前與親緣關系最近的獼猴桃物種發生分化 ， 繼而在38萬年至154萬年前 ， 又分化形成中國種和阿薩姆種 ， “這就弄清了茶的起源 ， 知道了茶的老祖宗是誰 。 ”宛曉春形象地介紹道 。 這項研究是一個重大突破 ， 對茶樹的生物學研究、推動茶產業的發展起到至關重要作用 。
實驗室以茶樹基因組圖譜為框架,整合了24種山茶屬植物共計97個轉錄組、代謝組、甲基化組、種質資源以及大量生物和非生物脅迫基因表達譜數據,通過基因表達和代謝物分布模式的相關性建立起各數據之間的聯系 ， 系統構建迄今為止最全面的茶樹基因組學與生物信息學平臺 ， 實現了茶樹組學大數據的整合與共享 。
基因決定了茶的特質 ， 掌握了這套密碼 ， 進行適當調節 ， 就可以改進某些特性 。 研究表明 ， 酯型兒茶素是導致茶葉味苦的主要原因 ， 但這一類型兒茶素是如何合成的？這一問題長期困擾著學界 。 實驗室教授、安徽農業大學校長夏濤帶領團隊經過攻關 ， 證實有兩種酶在酯型兒茶素形成過程中起關鍵作用 ， 這是學界首次發現酯型兒茶素合成的關鍵酶 ， 證實了兒茶素合成途徑的存在 。 由此可通過調節基因表達和酶活性 ， 影響酯型兒茶素的合成量 ， 從而對茶葉苦澀味進行調控 。
香氣是評價茶葉品質好壞的一個重要標準 。 與國外高香紅茶香氣品質相比 ， 我國多種茶類香氣品質相對較低 ， 影響了茶產業的發展 。 實驗室研究發現茶樹萜類合成酶基因在茶樹葉片和花中 ， 通過轉錄過程中的再加工 ， 生成了功能有別的兩個轉錄本 ， 分別催化芳樟醇和橙化叔醇的生物合成 。 可利用這一原理 ， 通過應用不同逆境信號物質 ， 調節芳樟醇和橙花叔醇的生物合成 ， 從而達到改善茶葉香氣品質的目的 。 研究還揭示了β-葡萄糖苷酶在茶葉香氣形成中的重要作用 ， 從理論層面揭示了茶葉香氣形成機理 ， 這些研究都為生產環節提升茶葉香氣和口感提供了現實途徑 。