2020年7月，福建农林大学园艺学院，茶学福建省高校重点实验室叶乃兴教授课题组在International Journal of Molecular Sciences (IJMS)在线发表了题为“Comparison of Metabolome and Transcriptome of Flavonoid Biosynthesis Pathway in a Purple-Leaf Tea Germplasm Jinmingzao and a Green-Leaf Tea Germplasm Huangdan reveals Their Relationship with Genetic Mechanisms of Color Formation”的研究论文。课题组前期从高香优质良种——金观音天然杂交后代中筛选出一个富含花青素的茶树种质——金茗早。该种质的嫩梢呈现出紫红色，叶片中显著积累飞燕草素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-半乳糖苷。广泛靶向代谢组结合转录组测序结果显示，与对照品种黄棪相比，在金茗早中嫩梢的转录组中，主要的转录因子MYB和bHLH与一些类黄酮代谢合成相关基因（包括PAL、UFGT基因）对花青素合成组分起到正向调控作用。该研究进一步揭示了紫芽茶类黄酮代谢合成途径中具体的调控机理奠定了基础。

图1 金茗早的嫩梢芽叶表型图

一、研究背景

图2 花青素合成转录调控（Jaakola, et al.2013）

         紫芽茶作为一种特异茶树种质资源，具有独特的叶色和高含量的类黄酮生物活性成分。类黄酮是茶树最显著的次生代谢物，对人体保健有益，具有潜在的抗氧化、抗衰老、抗癌和平衡血糖的能力。花青素是一类重要的类黄酮物质，也是一种天然的抗氧化剂。紫芽茶叶片中花青素含量较丰富，因此逐渐受到消费者的青睐。

二、研究结果

       结合代谢组与转录组学分析-表型观察发现类黄酮成分和含量的变化是造成金茗早叶片色泽差异的原因

        本研究选择紫芽（JMZ）和绿芽（HD）茶树叶片为研究对象，在两个茶树品种中一共检测到436个代谢物。通过对比结果发现，一共检测到了127种差异表达代谢产物（图3），其中差异较为显著的代谢成分为黄酮类物质（花青素、酚酸和儿茶素）、氨基酸及其衍生物、生物碱、有机酸和脂类等。

        此外，转录组结果表明：与类黄酮生物合成和苯丙烷类生物合成途径在金茗早的叶片中得到显著增强。

图3 金茗早与黄棪的代谢组学分析

        金茗早儿茶素组分含量测定结果表明，表儿茶素（EC）,表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）和表儿茶素没食子酸酯（ECG）是金茗早中占优势的儿茶素化合物，它们的含量分别达到了18.58, 55.17和 22.88 mg/g。金茗早的儿茶素总量显著高于黄棪（1.4倍）

表 1 “金茗早”和“黄棪”中儿茶素组分含量

    花青素作为一种天然色素和抗氧化剂，在营养价值、保健功效和医药原料等方面具有较高的利用价值和应用前景。研究证明：花青素是当今人类发现最有效的抗氧化剂，也是最强效的自由基清除剂，花青素的抗氧化性能比VE高50 倍，比VC高20 倍（唐忠厚，2009）。此外，花青素对逆境胁迫下的植物具有一定的保护作用。因此，选育特异紫色芽叶茶树品种，开发利用高花青素产品是目前茶树花青素研究的重要任务。       

        福建农林大学园艺学院茶学硕士生陈雪津为第一作者。福建农林大学园艺学院叶乃兴教授、金珊讲师为该论文的通讯作者。该研究受到中国乌龙茶产业协同创新中心专项（闽教科〔2015〕75号）和福建农林大学科技创新专项基金项目（CXZX2017181）资金项目支持。doi: 10.3390/ijms21114167.