大氣CO2濃度升高對茶樹次生代謝調(diào)控研究取得重要進展
近期，我所茶樹栽培創(chuàng)新團隊在氣候變化對茶樹次生代謝調(diào)控研究方面取得重要進展。該團隊利用氣體交換、葉綠素?zé)晒獬上瘛⒀蹼姌O以及分子生物學(xué)等技術(shù)，系統(tǒng)研究了CO2濃度升高環(huán)境下，茶樹的光合作用、呼吸作用、碳氮代謝以及次生代謝的響應(yīng)規(guī)律。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature出版集團旗下的綜合性科學(xué)期刊《科學(xué)報告》上。
CO2濃度升高作為氣候變化的一個重要方面，將直接影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。然而，關(guān)于CO2濃度升高對茶樹初級代謝和次級代謝的影響尚不清楚。近年來，茶樹栽培團隊在氣候變化與茶樹生長發(fā)育調(diào)控方面開展了系統(tǒng)的研究工作。研究結(jié)果表明，在CO2濃度升高環(huán)境下，茶樹的光合速率和呼吸速率均會顯著增強。因此，茶樹的生物量也會顯著提高。此外，茶樹葉片中的可溶性糖、淀粉和總碳含量增加，但總氮含量卻顯著下降，導(dǎo)致茶葉中碳氮比增加。同時，CO2濃度升高對茶樹葉片中的品質(zhì)成分代謝也有著重要影響。隨著CO2濃度的升高，茶樹葉片中的茶多酚、總兒茶素、游離氨基酸和茶氨酸的含量均表現(xiàn)出不同程度的增加，咖啡因含量則顯著降低。通過進一步的分子生物學(xué)分析表明，葉片中兒茶素和茶氨酸的合成代謝途徑中相關(guān)基因表達上調(diào)，而咖啡因合成相關(guān)基因表達均顯著下調(diào)。研究結(jié)果表明，在未來全球CO2濃度不斷升高的氣候變化背景下，茶樹的初級代謝和次級代謝均會受到其顯著影響，并將進一步影響茶葉品質(zhì)。
該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-017-08465-1
圖1. CO2濃度升高對茶樹葉片中品質(zhì)成分含量的影響
圖2. CO2濃度升高對茶樹兒茶素合成代謝的影響
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