白化茶树新品种开花期代谢与转录特征解析及其在功能性食品开发中的应用价值

本研究针对白化茶树品种茶花资源利用率低、功能成分不清等问题，通过代谢组与转录组联合分析，揭示'武夷永乐1/2号'(YL1/YL2)茶花在开花期呈现1.3-2.5倍氨基酸富集特征，发现Dof/NAC/b-ZIP转录因子调控网络及SLC17A/LGMN等关键基因，为高值化利用茶花资源提供理论依据。

　　

茶花作为茶树（Camellia sinensis）的生殖器官，长期以来被视为茶叶生产的副产品。然而近年研究发现，茶花富含氨基酸、茶多糖、多酚等生物活性物质，其可溶性糖含量是茶叶的4-6倍，黄酮类物质含量超3倍，具有显著的抗氧化、降血脂等健康功效。但传统茶花开发利用面临两大瓶颈：一是不同品种、开花阶段的成分差异机制不明；二是特色品种资源挖掘不足。尤其值得注意的是，白化茶树因叶绿素合成障碍导致叶片呈现白色或黄色，这类特殊种质往往伴随氨基酸和类黄酮的异常积累，但其在茶花中的代谢特征尚未阐明。

针对上述问题，福建农林大学的研究团队以自主选育的白化新品种'武夷永乐1号'(YL1)和'武夷永乐2号'(YL2)及其亲本'肉桂'、'水仙'为材料，系统分析了花蕾期和盛花期茶花的代谢与转录特征。该研究通过靶向代谢组学定量了21种氨基酸和儿茶素，结合转录组测序和加权基因共表达网络分析(WGCNA)，揭示了白化茶花品质形成的分子机制，相关成果发表在《Food Bioscience》。

研究采用三个关键技术：1) 靶向代谢组学精准定量氨基酸和儿茶素；2) Illumina转录组测序分析基因表达谱；3) WGCNA构建基因共表达网络。样本来自武夷山茶园，包含两个发育阶段（花蕾期和盛花期）的茶花，每个阶段设置3个生物学重复。

【茶花样品】
通过形态学观察发现，花蕾期花朵直径为0.7-1.2 cm，盛花期显著增大至4.0-5.7 cm。白化品种YL2在盛花期呈现显著代谢优势。

【茶花主要生化成分分析】
代谢分析显示，盛花期总游离氨基酸含量显著高于花蕾期，而儿茶素含量呈相反趋势。特别值得注意的是，YL2中谷氨酸(glutamate)、酪氨酸(tyrosine)和苏氨酸(threonine)含量达到亲本品种的1.3-2.5倍，这种差异在白化品种中尤为显著。

【YL1和YL2茶花的食用价值】
WGCNA鉴定出14个与开花和白化性状相关的基因模块，其中meblue模块与氨基酸富集呈正相关，megray模块与白化表型相关。转录因子分析揭示，Dof、NAC和b-ZIP家族成员协同调控氨基酸生物合成通路，而谷氨酸转运体基因SLC17A和蛋白酶基因LGMN在氮代谢中起关键作用。

研究结论表明，白化茶树茶花具有独特的"高氨基酸-低多酚"代谢模式，这种特性主要源于碳氮代谢失衡导致的氮化合物积累。转录调控网络分析为解析白化性状的形成机制提供了新视角，特别是发现Dof转录因子可能通过激活氨基酸合成基因表达来增强茶花营养价值。该研究不仅为茶花高值化利用提供了特色种质资源（YL1/YL2），还建立了开花期代谢物动态变化的分子图谱，对功能性食品开发具有重要指导意义。讨论部分指出，白化品种对光氧化胁迫的适应性反应可能是其黄酮类物质积累的重要原因，这为开发具有特定保健功能的茶花产品指明了方向。