凌云白毫茶和桂熱2號脂質(zhì)代謝分析

摘" "要" "利用代謝組學(xué)技術(shù)分析兩個茶樹品種的脂質(zhì)代謝差異，結(jié)果表明，凌云白毫茶與桂熱2號相比，共有15個脂質(zhì)差異代謝物，其中有3個含量表達上調(diào)，12個含量表達下調(diào)，說明桂熱2號脂質(zhì)物質(zhì)種類及數(shù)量較為豐富。該研究結(jié)果可為兩個茶樹的品種研究及推廣種植提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞" "茶樹；脂質(zhì)代謝物；代謝組學(xué)

脂質(zhì)是生命有機體中的一類重要化合物，易溶于醇、醚、氯仿等一些非極性有機溶劑，較難溶于水。脂質(zhì)在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、脅迫應(yīng)答、能量轉(zhuǎn)換、碳儲備等方面發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，是生命有機體生物膜的主要成分。在面對干旱、鹽分脅迫或溫度變化等逆境時，植物的脂質(zhì)代謝會發(fā)生改變，幫助植物適應(yīng)并減輕脅迫的負面影響。

代謝組學(xué)是一門研究生物體內(nèi)所有代謝物的組成和變化的科學(xué)，通過高通量分析技術(shù)鑒定和定量生物樣本中的代謝物。通過代謝組學(xué)分析，研究人員可以深入理解茶葉中內(nèi)含物質(zhì)的變化規(guī)律，有助于推動茶樹生長發(fā)育和品質(zhì)調(diào)控研究的深入發(fā)展。

以凌云白毫茶、桂熱2號為試材，研究兩個茶樹品種的脂質(zhì)代謝差異變化，進一步探索凌云白毫茶和桂熱2號生長發(fā)育和響應(yīng)環(huán)境變化的區(qū)別，利用代謝組學(xué)技術(shù)分析二者的脂質(zhì)代謝差異，以期為二者的推廣種植及茶園管理提供一定的參考。

1" "材料與方法

1.1" "試驗材料" "凌云白毫茶和桂熱2號品種的茶樹。材料收集地點為廣西凌云縣加尤鎮(zhèn)隴村廣西正道茶業(yè)有限公司茶園。凌云白毫茶的茶樹為實生苗生長，桂熱2號的茶樹為嫁接方式，砧木為同一茶園內(nèi)凌云白毫茶茶樹。兩個品種的茶樹在管理上保持一致。2023年7月，對兩種茶樹的一芽二葉茶葉進行了樣本采集，每個品種樣本均進行了3次重復(fù)，分別標(biāo)記， A為凌云白毫茶，B為桂熱 2號。

1.2" "試驗方法" "將采集的茶葉樣本在真空冷凍干燥機中干燥處理后研磨成粉末狀，取50 mg粉末加入12 mL提取液對樣本進行溶解。溶解過程中，將樣本進行6次振動旋渦處理，每次處理持續(xù)30 s，兩次處理間隔至少0.5 h，處理后樣本置于4 ℃冰箱中保存。以12 000 rpm的速度離心3 min， 收集上清液， 微孔濾膜過濾后，將過濾液保存在進樣瓶中，以備高效液相色譜分析。

1.3" "數(shù)據(jù)處理" "利用武漢邁維MVDB數(shù)據(jù)庫，結(jié)合二級譜信息對代謝物進行定性分析，并通過三重四級桿質(zhì)譜的多反應(yīng)監(jiān)測模式進行定量分析。使用MultiaOuant軟件對質(zhì)譜的色譜峰進行積分和校正，從而獲得代謝物的相關(guān)數(shù)據(jù)。篩選差異代謝物的標(biāo)準(zhǔn)為FC≥2或FC≤0.5，同時VIP值大于1，重點篩選出脂質(zhì)差異代謝物并進行結(jié)果分析。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "樣本層次聚類樹" "層次聚類分析是一種無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，它通過將數(shù)據(jù)點按照相似度進行分組，構(gòu)建一個層次化的聚類結(jié)構(gòu)，聚在同一簇內(nèi)的樣本，樣本之間的相似度更高。本研究對A和B組樣本進行層次聚類分析，形成表現(xiàn)樣本間相似度的聚類樹，結(jié)果如圖1所示，可以看出兩組樣本有著明顯的差異性。

2.2" "脂質(zhì)差異代謝物聚類分析" "差異代謝物聚類熱圖是一種生物信息學(xué)中常用的可視化技術(shù)，它可以幫助研究者快速識別和理解代謝物在不同樣本或條件下的相對含量顯著差異性。聚類結(jié)果表明（圖2，彩圖見封三），脂質(zhì)差異代謝物在同一樣品的不同重復(fù)間表達量相似，樣品重復(fù)性較好，而在不同樣本對比中的表達量存在較大差異，說明A和B的脂質(zhì)物質(zhì)組成成分差異較大。

2.3" "脂質(zhì)差異代謝物Z值" "Z-score標(biāo)準(zhǔn)化通過計算Z值對不同樣本中的差異代謝物的相對含量進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。差異代謝物的Z值圖是一種可視化手段，能夠直觀展示不同組別間代謝物的分布情況。通過觀察Z值的正負和大小，可以快速識別出哪些代謝物在不同組間有顯著的差異。正值表示該代謝物在特定組中的相對含量高于整體均值，負值則表示相對含量低于均值。由圖3可以看出，15個脂質(zhì)代謝物中A僅有3個脂質(zhì)代謝物（2-十二烯二酸、5，6，15-三羥基-7，9，11，13-二十碳四烯酸、9-羥基十八烷-6，10，12，15-四烯酸）相對含量高于B。從表1中可以更加明確地看出，B有12個脂質(zhì)代謝物的相對平均含量明顯高于A，說明B的脂質(zhì)物質(zhì)較為豐富。

3" "討論與結(jié)論

姚楠討論了脂質(zhì)在植物細胞膜中的結(jié)構(gòu)成分以及在能量、碳儲存、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和脅迫應(yīng)答中的多方面作用，并且說明了植物鞘脂參與多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在植物生長、發(fā)育及在逆境應(yīng)答方面發(fā)揮舉足輕重的作用，是非常重要的生物活性分子。陳旭微等通過對幾種擬南芥突變體的詳細分析，描述了類脂在植物生長和發(fā)育過程中的重要作用，特別提到了膜脂脂肪酸的飽和度與植物抗逆性的關(guān)系，以及飽和脂肪酸對植物生長發(fā)育的影響。陳文玲等研究表明甘油-3-磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶（GPAT）極具分子異質(zhì)性，其在植物生長、發(fā)育以及逆境脅迫反應(yīng)的過程中起著十分重要的作用。劉鳳嬌等表述了脂質(zhì)在參與植物響應(yīng)脅迫的所有通路中，形成了一套獨特的反饋應(yīng)答機制，譬如不飽和脂肪酸在生物脅迫中的抗病抗蟲功能。此外，非生物脅迫中脂肪酸衍生物還可以增加細胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)，減少膜脂過氧化程度，有效提高植物的抗逆性。蓋中帥研究表明，脂質(zhì)代謝產(chǎn)物的積累可能是茶樹維持細胞膜穩(wěn)定性、增強抗旱性的適應(yīng)策略，在遭受干旱脅迫時茶樹會通過調(diào)節(jié)體內(nèi)脂質(zhì)變化來適應(yīng)不利環(huán)境造成的影響。Zhu J等研究表明脂質(zhì)物質(zhì)和植物的耐寒性成正相關(guān)，為茶樹的耐寒性研究提供了新的見解。本研究中凌云白毫茶相比于桂熱2號在脂質(zhì)物質(zhì)種類和數(shù)量上較少，故從脂質(zhì)物質(zhì)對茶樹的生長發(fā)育及抗逆性的影響來看，推測出桂熱2號可以適應(yīng)更多不利環(huán)境，有利于種植推廣。

本研究利用代謝組學(xué)技術(shù)分析兩個茶樹品種的脂質(zhì)代謝差異，結(jié)果表明，凌云白毫茶與桂熱2號相比，共有15個脂質(zhì)差異代謝物，其中有3個含量表達上調(diào)， 12個含量表達下調(diào)，說明桂熱2號脂質(zhì)物質(zhì)種類及數(shù)量較為豐富。在茶葉種植推廣中，可以考慮到兩個品種的環(huán)境適應(yīng)性特點，發(fā)揮品種的優(yōu)勢，選擇合適的品種進行推廣種植，以更好地促進茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉俊羽，楊帆，毛爽，等.植物脂質(zhì)應(yīng)答逆境脅迫生理功能的研究進展[J].生物工程學(xué)報， 2021，37（08）：2 658-2 667.

[2] 劉鳳嬌，于聳，劉冠.生物與非生物逆境脅迫下植物脂質(zhì)調(diào)控機制及其研究進展[J].中國油料作物學(xué)報， 2023，45（5）：1 062-1 072.

[3] 姚楠.植物脂質(zhì)生物學(xué)進展[J].植物生理學(xué)報，2018，54（12）：1 747.

[4] 陳旭微，楊玲，章藝.類脂對植物生長和發(fā)育的作用[J].植物生理學(xué)報， 2004， 40（03）：373-378.

[5] 陳文玲，張晴晴，唐韶華，等.甘油-3-磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶在植物脂質(zhì)代謝、生長及逆境反應(yīng)中的作用[J].植物生理學(xué)報， 2018， 54（05）：725-735.

[6] 趙子慷，黃蘭彬，周泳臣，等.凌云白毫茶品種種植分布及純度調(diào)查分析[J].廣東茶業(yè)，2023（06）：2-8.

[7] 李英策.凌云白毫茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢及對策研究[J].全國商情（經(jīng)濟理論研究），2015（22）：56-58.

[8] 廖春文，農(nóng)玉琴，陳杏，等.茶樹新品種“桂熱2號”研發(fā)推廣及展望[J].中國熱帶農(nóng)業(yè)， 2015（02）：28-30.

[9] 胡志宏.兩個茶樹品種維生素B6代謝通路的轉(zhuǎn)錄組分析[J].福建茶葉，2024，46（04）：15-19.

[10] 孫祥瑞，張淼，孔令強，等.代謝組學(xué)在食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究進展[J].中國食品添加劑， 2021，32（09）：175-181.

[11] 蓋中帥.基于多組學(xué)的茶樹種質(zhì)資源及抗旱性研究[D].煙臺：煙臺大學(xué)，2019.

[12] Zhu J， Huang K， Cheng D，et al. Characterization of Cuticular Wax in Tea Plant and Its Modification in Response to Low Temperature[J]. Agric Food Chem. 2022 ，70（43）：13 849- 13 861.

【基金項目】：百色市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題“百色市主要經(jīng)濟作物綠色食品生產(chǎn)技術(shù)研究與推廣應(yīng)用”（百科 20233645）；百色市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題“西林茶產(chǎn)業(yè)高效生產(chǎn)技術(shù)研究與示范應(yīng)用”（百科 20234213）；百色市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題“桂西高海拔凌云白毫茶黑茶暨‘廣西六堡茶’生產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用示范”（百科 20233644）。

楊正國，廣西凌云縣植保植檢站，郵編533100；曹美芬，凌云縣經(jīng)濟作物發(fā)展中心；吳秀達，廣西樂業(yè)縣有機農(nóng)業(yè)發(fā)展站；周泳臣，胡志宏，盧仁龍，曾慶群，廣西百色市茶業(yè)發(fā)展中心。

收稿日期：2024-06-19

*通訊作者：曾慶群（E-mail：591060266@qq.com）