施肥措施可影響茶葉品質(zhì)相關的代謝過程。過量施用化肥可導致茶葉品質(zhì)的降低;隨著人們對有機食品的需求日益高漲,只施用有機肥是否能達到最高的茶葉品質(zhì)?為回答該問題,中國科學院成都生物研究所尹春英研究團隊以老川茶為試驗對象,設置無肥(CK)、化肥 (CF)、有機肥(OF)及化肥與有機肥聯(lián)合施用(CF+OF)四種處理,測定了茶葉中多酚、氨基酸、黃酮、兒茶素及咖啡因等關鍵品質(zhì)成分含量,分析了決定茶葉品質(zhì)的酚氨比和兒茶素苦澀味指數(shù),以探究化肥和有機肥對茶葉品質(zhì)的影響及對其調(diào)控機理。
研究結(jié)果顯示:與對照相比,所有施肥處理均顯著提高了黃酮(化肥、有機肥及其聯(lián)合施用處理分別提高了19.70、29.41和64.56%)和多酚(化肥、有機肥及其聯(lián)合施用處理分別提高了38.90、27.19和16.81%)含量。OF及CF+OF處理提高了茶葉中氨基酸(分別為30.82和38.92%)和兒茶素(分別為84.25和60.39%)含量,但CF處理顯著降低了兒茶素含量。因此,CF+OF處理下茶葉具有更低的苦澀味指數(shù)和酚氨比,故有更高的茶葉品質(zhì),OF處理對苦澀味指數(shù)和酚氨比無顯著影響,但CF處理下茶葉更高的酚氨比將可能導致苦澀味加重。
并進一步通過轉(zhuǎn)錄組學揭示了施肥影響茶葉品質(zhì)的分子機制:主要通過調(diào)控黃酮類生物合成途徑中的關鍵基因,如PAL、4CL、C4H、CHS來調(diào)節(jié)類黃酮化合物和兒茶素的含量。CF+OF處理通過促進DFR2、ANS3和ANR2的表達,進而促進了兒茶素的主要組分EGC和EGCG等的積累,最終增加了總兒茶素的含量。這些關鍵基因的上調(diào)表達,不僅增強了茶葉中抗氧化活性物質(zhì)的含量,還提升了茶葉的口感和風味。
上述結(jié)果不僅為茶樹栽培管理提供重要依據(jù),也為通過分子手段改良茶葉品質(zhì)提供科技支撐。相關研究成果以 “Combined application of organic and chemical fertilizers improved the catechins and flavonoids biosynthesis involved in tea quality” 為題,發(fā)表于經(jīng)典期刊Scientia Horticulturae(論文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113518)。成都生物研究所博士研究生Ali Raza和陳超群為論文的共同第一作者,通訊作者為尹春英研究員。該項研究得到國家自然基金(No. 32071500)和中國科學院戰(zhàn)略先導專項 (XDA26010102)等項目資助。
圖 1 不同施肥處理對茶葉多酚、氨基酸、兒茶素和黃酮含量、酚氨比(TP/TAA)及兒茶素澀味指數(shù)(CAI)的影響
圖 2 施肥處理對茶葉中黃酮類生物合成途徑的調(diào)控
圖 3 不同施肥處理下茶葉品質(zhì)及調(diào)控機制