基于基因表达谱和代谢谱分析的茶氨酸代谢机理研究

茶氨酸是茶树中的特征性氨基酸，是构成茶叶品质的主要指征性成分，具有广泛的药用价值和保健功能，并作为氮素贮藏和转化的重要形式参与茶树氮素营养代谢。本项目拟采用代谢组学技术，对外源添加物处理的茶树组培苗中茶氨酸、相关含氮化合物及与氮代谢密切相关的代谢组分进行代谢谱分析；采用模式识别和多元统计分析进行数据处理和模型建立，从整体上研究和阐明茶树氮代谢网络中相关代谢流的变化规律。同时，采用转录组学技术，研究不同外源添加物处理的茶树组培苗间的基因差异表达谱，分析与茶树茶氨酸和相关氮代谢的差异表达功能基因，并作生物信息学分析，对新功能基因进行全长cDNA克隆。选用大肠杆菌原核表达或酵母真核表达系统，对差异表达基因进行功能验证。本项目研究对于揭示茶树体内复杂的氮代谢网络，明晰茶氨酸在茶树氮素代谢中的地位，发掘与茶树中茶氨酸及相关的氮代谢功能基因资源并用于茶树种质创新和茶叶品质改良，都将具有十分重要的意义。

茶氨酸是茶树中的特征性氨基酸，不仅是构成茶叶品质的主要指征性成分，而且具有广泛的药用价值和保健功能。研究表明茶氨酸作为氮素贮藏和转化的重要形式参与茶树氮素营养代谢。本项目实施过程中，通过采用盐酸乙胺激活处理茶树水培苗，对茶树氮代谢开展研究，建立起了茶叶样品代谢谱分析的多维分析技术平台，包括基于GC-MS（有机相提取物和水相提取物）、LC-MS技术的非靶标分析，以及基于HPLC技术的靶标分析，为全面深入揭示茶树代谢过程中的细致变化提供了基础。在此过程中获得了8个与处理效应密切相关的生物标记物，并进一步对生物标记物进行定性分析和代谢途径注释，通过结合茶树全器官高深度转录组数据分析，筛选出茶氨酸合成以及与之密切相关的氮代谢功能基因及调控因子；后续正进行这些功能基因和调控因子的功能验证和互作关系研究，这些研究结果可以为进一步开展茶树氮代谢和功能基因组研究提供基因资源。