茶树酚类涩味物质形成及调控机理研究

The material foundation and formation mechanism of tea astringency are main problem to tea industry.Based on the omics analysis technologies, including MALDI-TOF/TOF for complex identification of phenolics-saliva protein, UPLC-3Q-MS/MS for high-throughput analysis of phenolic compounds, LC-MS/MS for proteomics analysis, Illumina Hiseq 2000 for sequencing of transcriptome and miRNA, this project intends to establish the metabolic profiles of phenolic compounds related to tea astringency and some correlative profiles such as phenolics-saliva protein complex, protein expression, mRNA and miRNA expression; to screen out phenolic astringent compounds in tea by analyzing the differences of above profiles and the interactions of phenolics-protein,protein-nucleic acid and protein-protein; to investigate the interaction mechanisms of phenolic astringent compounds and proteins as well as the regulatory networks of the biosynthesis of phenolic astringent compounds in tea plant, by resolving the interaction of phenolics-protein,protein-nucleic acid and protein-protein. This work aims to reveal the formation and regulatory mechanism of phenolic astringent compounds, to explore the specific genetic resources involved in phenolic astringent substances and to solve tea astringency,especially to summer tea and autumn tea.

茶叶涩味的物质基础及形成机理是困扰茶业界的一大难题。本课题拟采用系列组学分析手段，包括基于MALDI-TOF/ TOF的酚类物质-唾液蛋白质复合物鉴定、UPLC--3Q-MS/MS的酚类物质高通量分析、LC-MS/MS的蛋白质组学和基于Illumina Hiseq2000平台的转录组测序和miRNA测序技术，建立与茶叶涩味相关的酚类化合物代谢图谱、相关酚类物质-唾液蛋白复合物图谱、蛋白质表达图谱、mRNA和miRNA表达图谱；通过分析上述差异图谱，筛选出与茶叶涩味密切相关的酚类物质以及关键基因；通过酚类物质-蛋白、蛋白-核酸、蛋白-蛋白间的互作关系解析，探明酚类涩味物质与蛋白质的相互作用机理，以及酚类涩味物质生物合成的调控网络。旨在揭示茶树酚类涩味物质形成及其调控的生化及分子机理，为发掘茶树酚类涩味物质生物合成的特异基因资源、解决茶叶尤其是夏秋茶涩味问题奠定坚实的应用理论基础。

茶叶涩味的物质基础及形成机理是困扰茶业界的一大难题。本课题筛选了与涩味相关的主要酚类物质，并构建酚性涩味物质生物合成代谢途径及其调控网络。通过揭示茶树酚性涩味物质形成及其调控的生化及分子机理，为发掘茶树酚性涩味物质生物合成的特异基因资源、解决茶叶尤其是夏秋茶涩味问题奠定坚实的应用理论基础。.主要研究进展包括，（1）构建了茶树酚类物质代谢网络并筛选出涩味化合物。首先完善了茶树酚类物质的检测手段，建立了茶树酚类物质靶向代谢组学检测技术；收集了120多种不同苦涩味的茶样，并进行了涩味感官审评；利用统计学分析，结合代谢组学和感官审评结果，从上述样品的酚类物质中筛选出涩味的关键化合物。（2）关键基因的筛选。基于茶树的C（糖）和N（氮）胁迫处理，光照强度和光质处理，干旱和低温处理，结合茶树酚类物质积累变化与合成相关基因表达之间的关联分析，发现蔗糖处理对茶树酚类物质合成影响最大；利用转录组测序和miRNA测序技术，对蔗糖处理的样品进行转录组和miRNA表达差异分析，筛选出与茶树酚类物质合成密切相关的关键基因；特别是找到了调控涩味物质的LcnRNA。（3）关键基因的功能验证和构建了茶树酚类物质生物合成的基因网络。利用反向遗传学手段，对茶树酚类物质合成主要途径的36条转录本的功能进行了验证。验证了决定聚合儿茶素生物合成的关键基因（ANR,LAR,SCPL,TS）的新功能，这些基因的验证均具有原创性。（4）构建了茶树酚类物质生物合成的转录调控网络。在关键基因分离和鉴定的基础上，利用蛋白和核酸、蛋白与蛋白相互作用检测手段，验证了涩味化合物形成过程中的转录调控网络。（5）建立茶汤酚类化合物-唾液蛋白复合物合成-分离-鉴定的技术。.培养了博士生8名，硕士生16名；青年教师6名。发表了SCI文章第一标志7篇，其他SCI文章12篇，专利3项。“茶树多酚类化合物的生物合成及其转化与调控机理”获得安徽省科学技术二等奖。