新研究深入剖析茶的基因組成

遊離胺基酸（FAAs）對茶葉品質有正面決定性影響，尤其是茶胺酸，它賦予茶湯鮮美的味道。然而，不同茶種的遊離胺基酸濃度差異頗大，這對茶葉的風味和營養成分都有影響。由中國農業科學院茶葉研究所和華中農業大學主導的一項新研究，收集了339份茶樹材料，以研究遊離胺基酸含量，企圖解開其變異和累積機制。研究成果為茶樹種質資源的保育、評估和利用提供了洞見和助益，達成茶樹基因改良和育種的最終目標，也為進一步解開茶樹複雜性狀提供了寶貴資訊和方法。

透過分析339份茶樹材料在兩年間遊離胺基酸的變異，我們得知，所測定的遊離胺基酸成分，包括精胺酸、麩醯胺酸、麩胺酸、丙胺酸和茶胺酸（茶胺酸的多樣性指數最高），在不同遺傳資源和種內材料間有所不同。同時，它們在栽培茶樹中的含量都顯著高於野生近緣種。研究也證實了葉綠素和遊離胺基酸含量呈明顯相反趨勢。

共同資深作者、茶葉研究所的陳亮博士及其同事表示：「茶樹（Camellia sinensis）及其野生近緣種，屬於山茶科山茶屬的常綠木本多年生樹木，栽培歷史悠久。」

「它們源自中國西南部，在全球廣泛被飲用，已成為最重要的無酒精飲料。」

「就商業和品質價值而言，茶樹中的次生代謝物是重要指標，它們與宜人的風味、營養價值以及眾多健康益處相關，包括多酚、兒茶素、咖啡因、茶胺酸和萜類化合物等。」

「因此，茶樹材料的評估和利用對我們至關重要，有助於新茶種的挖掘和育種。」

「其中，像白化、紫色等特殊茶種，具有獨特的品質，珍貴的次生代謝物的形成和累積都與其功能有關。」

「白化茶種的茶胺酸含量較高，其嫩葉呈現豐富的白色和黃化，這不僅賦予茶湯鮮美味道，還能預防人們患上肥胖、發炎和老化等各種不健康狀況。」

在這項研究中，研究人員對339份茶樹材料進行了詳細調查，以揭示影響遊離胺基酸變異和累積的遺傳和代謝因素，尤其聚焦於茶胺酸。

他們發現，栽培茶種的茶胺酸含量比野生近緣種更高，顯示出馴化過程中的基因富集現象。

丙胺酸和茶胺酸的多樣性指數最高，突顯了它們在塑造茶葉品質方面的關鍵作用。

科學家們還鑑定出光敏色素相互作用因子1（CsPIF1）是茶胺酸含量的重要負調控因子。

當在茶樹中暫時敲低CsPIF1時，茶胺酸含量顯著增加，這一結果在模式植物擬南芥中也得到了證實。

這一發現為未來旨在控制茶胺酸生物合成、運輸和水解的基因編輯技術研究鋪平了道路，為透過基因操作改善茶葉品質提供了新機會。

陳博士表示：「我們的研究不僅增進了對茶樹基因組成的理解，也為定向育種開闢了新途徑。」

「透過操控CsPIF1及相關基因的表達，我們有可能提高茶胺酸含量，直接影響茶葉的營養和感官特性。」

「這一洞見可能會為茶葉產業帶來變革，為育種者提供工具，透過基因幹預微調茶葉風味，增強茶葉的健康益處。」

研究結果發表在《園藝研究》期刊上。

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榮黃等人，2024年。茶樹材料中游離胺基酸變異和累積的綜合剖析。《園藝研究》11(1)：uhad263；doi: 10.1093/hr/uhad263