茶叶科学

胡月, 宁亚婷, 黎洪霞, 罗逢健, 尹荣秀, 张新忠

2024, 44(3): 363-385. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.013

摘要 ( 245 )

PDF (902KB) ( 328 )

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手性农药存在一个或多个对映体,其对映体在生物活性、毒性、环境行为、降解代谢等方面可能存在差异。茶叶作为三大无酒精饮品之一,其质量安全问题备受关注。虽然目前更关注手性农药外消旋体残留总量,但随着分析技术的发展,同时为了更好地发挥药效、减少残留及对非靶标物危害,充分了解茶叶中手性农药对映体的立体选择性行为,分析在茶叶中的残留降解规律,建立对映体的残留限量标准显得尤为重要。综述了茶叶中手性农药对映体残留检测技术现状,如液相色谱法、气相色谱法和超临界流体色谱法等方法,并对手性农药对映体在茶叶中的残留降解行为和风险评估进行归纳和展望,为后续深入开展茶叶中手性农药对映体的相关研究提供借鉴。

茶树STOP基因家族的鉴定及表达模式分析

龙露, 汤丹丹, 陈玮, 谭礼强, 陈盛相, 唐茜

2024, 44(3): 386-398. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.001

摘要 ( 161 )

PDF (792KB) ( 244 )

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STOP（Sensitive to proton rhizotoxicity）是一类C₂H₂型锌指结构转录因子,在植物多种胁迫耐受机制中发挥重要调控作用。基于茶树（Camellia sinensis）全基因组数据共鉴定出6个STOP家族基因,并运用生物信息学和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等方法对其进行分析。结果表明,6个CsSTOPs基因编码376~505个氨基酸,蛋白质分子量为42.17~56.36 kDa,理论等电点为5.53~8.85,均为不稳定蛋白;蛋白质保守结构域分析发现,它们均含zf-C₂H₂保守结构域;系统进化分析显示,茶树的STOP基因与拟南芥、甜橙、烟草的同源性较高;启动子顺式作用元件分析发现,CsSTOPs具有许多与生长发育、激素响应及非生物胁迫相关的作用元件;茶树各器官的转录组数据分析结果表明,CsSTOP1在根、果实、成熟叶片中的表达量较高,CsSTOP2在幼嫩叶片中的表达量较高,CsSTOP3在老叶中的表达量较高,而CsSTOP4和CsSTOP5在各个器官中的表达都较低。CsSTOPs基因能够被PEG诱导的干旱胁迫、盐胁迫、茉莉酸甲酯胁迫和冷胁迫处理诱导表达,说明CsSTOPs基因参与调控茶树生长发育和响应非生物胁迫过程。qRT-PCR检测发现,CsSTOPs、CsGS1s和CsGDHs基因在高NH₄⁺浓度处理（4.5 mmol·L^-1）的峨眉问春茶树叶和根中的表达量均高于对照处理（CK）,尤其是叶中CsSTOPs、CsGS1.1、CsGS1.3和CsGDH2在高NH₄⁺浓度处理下的表达量显著高于对照。研究结果初步解析了CsSTOPs的基本特征和功能,发现CsSTOPs可响应高NH₄⁺浓度处理,可能与CsGS1s和CsGDHs协同调控茶树适应高NH₄⁺环境的过程。

云南十里香茶树空间转录组测序研究

王冬雪, 满佳旭, 武思敏, 赵雪婷, 张冬英

2024, 44(3): 399-410. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.003

摘要 ( 141 )

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近年来,云南大叶种茶和古茶树资源备受关注,而对于云南小叶种茶树资源研究报道较少。十里香茶树品种是云南特有的小叶种茶树资源,品质独特且饮用历史悠久。空间转录组技术作为一种新兴的基因表达分析技术,目前尚未见在茶树资源应用上的文献报道。利用空间转录组测序技术对十里香茶树嫩芽的基因表征情况和空间调控机制进行研究,结果显示,Spot聚类分析识别嫩芽细胞类型,划分为13个不同细胞类型cluster,构建空间转录组图谱,观察到不同细胞类型cluster在嫩芽的两种发育时期的空间表达位置存在差异,呈现空间异质性。进一步鉴定不同细胞类型cluster中的差异基因,主要以抗逆胁迫、生长发育调控为主,抗逆胁迫代表性基因为LOC114312694、LOC114319171、LOC114320792、LOC114287723、LOC114284011、LOC114289235,生长发育代表性基因为LOC114263486、LOC114320821、LOC114292779、LOC114321117、LOC114286858;并绘制空间分布图,发现这些抗逆胁迫和生长发育基因在幼叶中高表达,这说明在嫩芽发育的早期阶段,其在抗逆胁迫和生长发育调控方面发挥重要作用。GO与KEGG富集分析发现,十里香茶树嫩芽的差异基因涉及多个重要通路,如翻译、茉莉酸信号调控、钙离子结合、植物激素信号转导等,这些都与茶树生长发育紧密相关。此研究结果可为十里香茶树发育生物学提供一定的科学依据,同时也为其他茶树资源的研究提供一种新的思路。

茶树大面白叶绿体基因组特征、密码子偏好性及其系统发育分析

尹明华, 张嘉欣, 乐芸, 何凡凡, 黄添慧, 张牧彤

2024, 44(3): 411-430. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.009

摘要 ( 130 )

PDF (1268KB) ( 240 )

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茶树大面白（Camellia sinensis cv. ‘Damianbai’）在1985年被全国农作物品种审定委员会认定为国家品种,其起源以及与其他茶树品种之间的进化关系尚不清晰。以茶树大面白为试验材料,采用高通量测序技术对茶树大面白叶绿体全基因组进行测序、组装、注释,采用生物信息学软件对其叶绿体的基因组特征、系统发育和密码子偏好性进行分析。结果表明,茶树大面白叶绿体基因组全长157 129 bp,为典型的四分体结构,包括1个LSC区（86 687 bp）、1个SSC区（18 282 bp）和2个IR区（包括IRa和IRb,均为26 080 bp）。大面白叶绿体基因组共注释到135个功能基因,包括90个CDS基因;8个rRNA基因和37个tRNA基因。共检测到52个SSR和50个Longrepeat,SSR只有A/T单核苷酸重复序列,Longrepeat只存在正向重复和回文重复2种类型。茶树大面白叶绿体基因组密码子使用偏性主要受自然选择的影响,受内部突变压力的影响小。茶树大面白叶绿体基因有14个最优密码子（AAU、GAU、UGU、AAA、UAA、GCA、GCU、GGU、CCU、GUA、CGU、CUU、AGU、UCU）。茶树大面白与凤凰单丛茶白银（Camellia sinensis isolated Baiyin cultivar Phoenix Dancong Tea,OL690374）亲缘关系较近。本研究分析了大面白茶树叶绿体基因组序列特征及系统发育进化关系,为加强茶树大面白种质鉴定及其资源多样性的开发利用提供了参考依据。

解磷菌与解磷固氮双效菌对贵州富硒土及茶苗硒锌含量的影响

张淑卿, 郭金梅, 李剑峰, 武玲, 王西, 曾正群

2024, 44(3): 431-442. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.011

摘要 ( 143 )

PDF (635KB) ( 239 )

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为探究解磷菌及解磷固氮菌对富硒土壤及茶苗（Camellia sinensis）有效硒（Se）、有效锌（Zn）含量的影响,以2株茶树内生解磷菌（Paraburkholderia fungorum PSt07、Kluyvera intermedia PSt12）及2株茶树内生解磷固氮菌（Paraburkholderia fungorum PMS05、Kluyvera intermedia PCF06）为研究对象,以龙井43和黄金芽的2年生茶苗及贵州省开阳县的富硒红土为供试材料,进行土壤孵育及茶苗盆栽试验,检测接种各菌液60 d后,茶苗Se、Zn含量及土壤有效态的氮（N）、磷（P）、钾（K）、Zn、Se等养分。结果表明,供试菌株可提高两种茶苗根际土有效P含量,并提高龙井43茶树根际土有效N含量。两株解磷菌可提高龙井43根际土有效Se和有效Zn,以及根组织中Se含量,分别为191.83%~573.08%,37.48%~65.88%和24.27%~39.73%,并显著提高两种茶苗叶片的Zn积累量（41.23%~247.65%,P<0.05）;两株解磷菌处理下盆栽植株根际土有效Zn含量高于以菌液孵育的土壤,表明茶株与解磷菌共同作用能显著提高土壤Zn有效性。解磷固氮双效菌较解磷菌更有利于提高黄金芽根组织Se含量及根际土的有效Se含量,其中PMS05可使黄金芽茶树根际土有效Se含量较未接菌显著增加602.00%（P<0.05）。Se、Zn在茶叶中的积累因菌株及茶树品种的不同组合而存在较大的差异,在实际应用中,应在菌种选育完成后以肥效验证试验为不同的茶树品种选择最优的解磷菌株。

贝莱斯芽孢杆菌YJK1鉴定及其对茶炭疽病的拮抗效果

唐朝阳, 孔丽娅, 胡骞, 宋秋瑾, 何鲁钱, 楼骏, 王占旗, 何艳, 张立钦, 闵莉静

2024, 44(3): 443-452. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.005

摘要 ( 129 )

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茶树炭疽病的发生严重威胁着茶产业的可持续发展,传统的化学农药防治方法存在农药残留和环境污染等问题。以筛选到的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）YJK1生防新菌株为研究对象,探究了YJK1菌株对茶树病害的生物防治效果。平板拮抗试验发现YJK1菌株对茶树炭疽菌（Colletotrichum camelliae）、果生炭疽菌（Colletotrichum fructicola）、藤黑镰刀菌（Fusarium fujikuroi）等多种茶树真菌病害具有明显的抑制效果。YJK1发酵稀释液对茶树炭疽菌和果生炭疽菌孢子具有明显的抑制作用。喷施贝莱斯芽孢杆菌YJK1发酵液对白叶1号和黄金芽离体叶片的炭疽病病菌生长抑制效果明显,先喷施YJK1菌株发酵液再接种茶树炭疽菌,病菌生长抑制率为78.1%,同时喷施发酵液和接种炭疽菌,抑制率为61.8%。结果表明,YJK1菌株对茶树炭疽病“防”和“治”效果均显著。YJK1发酵液对多种真菌具有广谱性,稳定性测试结果说明发酵液中活性物质在80 ℃以下保持稳定;紫外处理60 min后抑制率仍高于50%;经不同pH处理后,当pH为5~11时,抑制率无显著区别。综上,贝莱斯芽孢杆菌YJK1在茶树绿色农业生产领域具有较好的应用潜力。

TTLD-YOLOv7：非结构化环境下茶树病害的检测算法

俞淑燕, 杜晓晨, 冯海林, 李颜娥

2024, 44(3): 453-468. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.012

摘要 ( 114 )

PDF (1394KB) ( 127 )

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茶树病害对茶树种植业和相关行业的影响极为严重。在动态而复杂的茶园环境中检测疾病的传统方法效率低下,检测效果不尽人意。本研究提出一种基于YOLOv7-tiny的模型,增强了茶树病害的细微检测能力。通过整合CoordConv和ECA信道关注机制,本模型在卷积特征图中实现了更高的空间识别能力,并降低了背景噪声对特征识别的影响。进一步的改进包括采用归一化瓦瑟斯坦距离度量和去耦头,以提高对小病斑的检测能力。使用K-means算法根据茶树病斑的特殊性生成了新的锚框,提高了模型的精确性和通用性。对比分析表明,该模型优于现有模型Faster R-CNN、SSD、YOLOv5s、YOLO-Tea、YOLOv7-tiny和YOLOv7,平均精确度提高5.39个百分点,达到了93%。改进后的模型可应用于茶树病害监测。

不同萎凋方式美人茶酶促加工阶段的香气变化

丁凤娇, 袁雨薇, 李元朝, 林进龙, 闫佳伟, 李鹏春, 金珊

2024, 44(3): 469-482. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.008

摘要 ( 160 )

PDF (1821KB) ( 312 )

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为了探究室内自然萎凋和室外日光萎凋美人茶酶促加工阶段的香气变化,采用气相色谱质谱联用仪（Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）对美人茶酶促加工阶段过程样中收集的挥发物进行分析。利用正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA）方法筛选差异挥发物。结果表明,两种萎凋方式的美人茶在加工过程不同阶段的差异挥发物具有相似性,其中正己醇、反-2-己烯-1-醇、顺-3-己烯-1-醇、香叶醇、异戊酸己酯、顺-3-己烯醇丁酸酯、丁酸己酯、N-丁酸(反-2-己烯基)酯、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇等随着加工的进行,含量呈上升趋势,是形成美人茶香气品质的前期物质基础;而2-己烯醛、(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯、(E)-3-己烯基丁酸酯、己酸乙酯和乙酸叶醇酯等物质含量随着加工的进行不断下降。挥发物测定结果表明,两种萎凋方式美人茶加工阶段的挥发性成分种类差别不大,主要是含量存在差别,多数挥发性成分含量在室外日光萎凋美人茶中更丰富。本研究旨在探讨美人茶在酶促加工阶段的香气变化规律,以期为美人茶的加工工艺优化提供理论依据,提高美人茶的风味品质和经济价值。

不同温度热风萎凋对红茶萎凋叶及成茶品质的影响

张湘琳, 凌智辉, 胡维霞, 向春辉, 崔俪丹, 许伟, 肖文军

2024, 44(3): 483-492. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.007

摘要 ( 203 )

PDF (356KB) ( 255 )

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以湘西古丈县茶树群体品种夏季一芽二叶茶鲜叶为原料,在传统红茶加工工艺的基础上,用热风萎凋工艺替代传统室内自然萎凋工艺,从感官品质、滋味品质成分和香气品质成分3个方面,研究分析了35 ℃、45 ℃、55 ℃、65 ℃ 4种热风萎凋工艺对夏秋红茶品质的影响。结果表明,与25 ℃传统室内自然萎凋的红茶相比,采用45 ℃热风萎凋工艺制作的成茶综合感官品质较好,干茶色泽乌褐较润,汤色红艳明亮,滋味醇厚较爽,有甜香;其茶多酚、没食子酸、EGCG、茶黄素、茶红素含量,以及茶黄素和茶红素总量与茶褐素含量的比值（TFRB）均显著升高（P<0.05）,而可溶性糖含量显著降低（P<0.05）;香气品质成分种类增加,其中醇类香气品质成分占比最高,为70.47%,且醇类、酮类和酯类香气品质成分相对含量显著增加（P<0.05）,而吡咯类、醛类香气物质显著降低（P<0.05）,检测出反-3-己烯醇、2,3-二氢-2,2,6-三甲基苯甲醛、α-紫罗兰酮等具有花果香气品质的香气成分。研究表明,采用适当温度的热风萎凋有利于提高红茶品质,可应用于提高夏秋季红茶品质的生产实践。

表儿茶素的碳酰化改性及其紫外吸收和抗氧化活性

雷响, 张闽峰, 林辉, 王丽丽, 郑德勇

2024, 44(3): 493-500. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.002

摘要 ( 164 )

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为增强表儿茶素衍生物的紫外吸收性能、改善其在油脂等非极性溶剂中的溶解度,以甲烷磺酸为溶剂和催化剂,由表儿茶素和对羟基苯甲酸合成了2,2'-二(对羟基苯甲酮基)-表儿茶素,经柱层析分离得到目标产物,采用高效液相色谱（HPLC）验证纯度,运用紫外-可见光（UV-vis）光谱、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、液相色谱-质谱联用（LC-MS）和核磁共振（NMR）波谱等表征手段确证目标产物结构。评价了2,2'-二(对羟基苯甲酮基)-表儿茶素的紫外吸收性能,以及对2,2-联氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐阳离子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和超氧阴离子自由基清除能力。结果表明,合成的2,2'-二(对羟基苯甲酮基)-表儿茶素与常用紫外线吸收剂4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯（OMC）具有相似的紫外吸收范围和相当的摩尔吸光系数,有望成为一种性能优良的UVB波段紫外线吸收剂;2,2'-二(对羟基苯甲酮基)-表儿茶素具有良好的体外抗氧化活性,其体外抗氧化能力高于维生素C（VC）、略低于表儿茶素,有望应用于化妆品领域。

普洱茶素Ⅴ~Ⅶ对4种乳腺癌细胞作用研究

杨锐, 赵兴平, 何明婕, 刘敏, 罗蓉, 陈川龙, 潘淑康, 丁章贵

2024, 44(3): 501-514. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.004

摘要 ( 132 )

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普洱茶素（Puerins）是从普洱熟茶中分离得到的儿茶素衍生物,是一类结构独特的含氮多酚化合物。开展普洱茶素Ⅴ~Ⅶ抗乳腺癌细胞作用的研究,以4种不同受体表型的乳腺癌细胞株为模型,进行噻唑蓝（MTT）比色试验、蛋白质组学检测及细胞凋亡检测等试验。结果表明,普洱茶素Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ等3个单体化合物对4种乳腺癌细胞都有显著的抑制作用;蛋白质组学分析发现,普洱茶素干预后乳腺癌细胞表达产生差异的蛋白主要集中于代谢通路,其次是癌症通路和黏附斑信号通路;细胞凋亡检测发现3个普洱茶素化合物均可诱导MDA-MB-231细胞的凋亡。本研究报道了普洱茶素Ⅴ~Ⅶ的抗乳腺癌细胞活性及初步作用机制,为研究普洱熟茶抗癌活性物质提供基础信息。

改良QuEChERS方法结合超高效液相色谱串联质谱测定茶树组织中的双丙环虫酯和代谢物M440I007

秦钰洁, 郭明明, 陈永晶, 周利

2024, 44(3): 515-525. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.010

摘要 ( 147 )

PDF (573KB) ( 217 )

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双丙环虫酯是一种新型生物源杀虫剂,2023年在我国登记用于茶树中茶小绿叶蝉的防治。建立了改良QuEChERS法结合超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）测定茶树组织中双丙环虫酯及其代谢物M440I007的分析方法。茶树根、茎、叶经水和乙腈提取,N-丙基乙二胺（PSA）、羟基化多壁碳纳米管（MWCNT-OH）和石墨化炭黑（GCB）净化,目标物用UPLC-MS/MS多反应监测模式（MRM）测定,基质匹配标准曲线外标法定量。在0.002~5.000 mg·L^-1范围内,两种化合物的线性关系良好,决定系数（R²）>0.999 5。在0.005~2.000 mg·kg^-1的添加水平下,两种化合物的回收率为78.3%~106.0%,相对标准偏差（RSD）≤12.85%,方法的定量限（LOQ）和检出限（LOD）分别为0.005 mg·kg^-1和0.002 mg·kg^-1。采用该方法,测得盆栽施药处理土壤培养7 d的茶苗组织中双丙环虫酯的分布为根（0.102 mg·kg^-1）>茎（0.078 mg·kg^-1）>叶（0.007 mg·kg^-1）,其转运因子TF_root-stem和TF_stem-leaf均小于1,代谢物M440I007的残留水平均在定量限以下。本研究建立的方法成本低、准确度和灵敏度高,可为进一步研究双丙环虫酯和M440I007在茶树中的吸收传导行为提供技术基础。

农药最大残留限量标准差异对我国茶叶出口RCEP成员国的贸易效率影响研究——基于随机前沿引力模型

霍增辉, 柳畅, 张玫, 陈富桥, 刘仲华

2024, 44(3): 526-542. doi:10.13305/j.cnki.jts.2024.03.006

摘要 ( 178 )

PDF (962KB) ( 283 )

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目前,茶叶外贸面临着来自技术性贸易壁垒的挑战,以农药最大残留限量（MRLs）标准差异为切入点,构建异质性贸易指数（HIT）量化各国农药MRLs的具体差异,利用随机前沿引力模型研究农药MRLs标准差异对我国茶叶出口区域全面经济伙伴关系协定（RCEP）国家的贸易效率的影响。结果表明,中国与RCEP成员国的农药MRLs标准存在差异,但总体呈缩小的趋势。中国与RCEP成员国的农药MRLs标准的负面差异会导致中国出口茶叶的贸易效率降低;抑制作用路径表现为显著降低了茶叶出口额和出口单价。我国应进一步完善农药MRLs标准体系,使之与国际标准接轨,推动RCEP区域内国家间的标准互认,减小贸易壁垒的不利影响。

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