普洱茶贮藏年份陈韵、风味与香气研究4

普洱茶贮藏年份陈韵、风味与香气研究综述4

金立成

茶叶的通天气

 ATP是分子级化学能生命动力源（简称：ATP生命动力或ATP动力）。生命不仅要依靠ATP分子降解转化食物氧化燃烧热提供化学能ATP动力，

JRG是原子级宇天能生命动力源（金日光发现简称：JRG生命动力或JRG动力）。生命还要依靠JRG元素孤对电子吸纳转化中微子“通天气”提供宇空能JRG动力。生命存在的最根本的动力在天上，来自宇宙、银河、太阳的光子、特别是中微子一旦与孤对电子作用，甚至引起低温融核反应，更不用说大大降低一切生命的化学反应活化能。

实验证明，生长树龄愈长的大茶树，次生代谢物质含量和组分愈丰富。都对普洱茶深沉细腻的陈韵产生十分微妙的影响，真是＂润物无声胜有声＂。

野生茶跟栽培茶树风味不一样的遗传基础。茶树野生近缘物种因蕴藏着丰富的优异新基因...

 

 

 

茅台在通天天气与地气作用下，茅台“离开了茅台镇，生产不了茅台酒”的根本原因。

 

 

)老树茶与台地茶矿物质元素含量比较
 人体重量的96％是有机物和水分，其余的4％则由数种不同的无机元素组成，即机体灰分，目前确认有21种人体营养所必需，营养学中称这类营养素为矿物质，其中在体内含量较多，每日需要量在100mg以上者称为常量元素，它们是Ca、P、S、K、Na、Cl、Mg等；在体内含量较少，日需要量在100mg以下，甚至以ug计者称为微量元素，它们是铁、锌、硒、锰、铜、碘、鉬、钴、铬、氟、硅、矾、镍、锡等。矿物质在人体内不能合成也不会在代谢过程中消失，体内的矿物质每日通过各种途径排出一定量于体外，因此必需不断给予补充，每种必需的矿物质对人体具有重要的意义，它们有的参与构成机体支架，有的存在于软组织和体液中，是维持生命活动不可缺少的物质，有的参与调节体液渗透压和酸碱平衡，有的则是多种酶的组成成分；还有的参与激素、维生素或其他代谢物质共同作用，总之，每一种必需矿物质至少有—种特殊的生理作用。
 矿物质元素是植物重要的化学组成部分，它们有的参与植物的物质组成，有的作为调节其生理代谢活动作用的元素，有的则兼备两种功能，对植物生命活动、新梢生长发育及品质成分的形成与积累都产生深刻的影响。茶叶中的无机元素很多，已定量检出的有30余种，14种人体所必需的微量元素在茶叶中都有。目前研究较多，而为茶树生命活动所必需或有生理活性，于人体有营养药用价值的元素为钾、钠、镁、锰、铁、硫、硒、钴、锌、镍、钼、钡、铬、钒、铜、铝、磷等17种元素。为了解老树茶、台地茶的矿物质。
元素含量差异，本试验检测了硫、磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜、锰、硼共10种矿物质元素，前5种是茶中的肥料元素，也是人体中的常量元素，后5种在茶中、人体中均是微量元素，其检测结果见表3。
老树茶、台地茶的微量矿物元素：由表3可看出，老树茶中所检测的微量元素总含量较台地茶高，其中铁、铜、锰在老树茶中含量较高，锌、硼含量则比台地茶低。
 铁含量最高的是南糯老树茶为70．2mg／kg，最低的是景迈台地茶52．3mg／kg，相差17．9mg／kg；老树茶中平均含量为65．3mg／kg，台地茶中平均含量为67．9mg／kg。铁是铁氧还原蛋白和叶绿素形成中某些酶的辅基或活化剂，故缺铁将抑制这些辅基的形成，氮、磷的需要及吸收也显著下降，茶树中的氨基酸、咖啡碱也相应减少。铁是人体必需的微量元素，成人体内含铁3～5g，约占体重的0．004％。在体内主要作为血红蛋白、肌红蛋白的组成成分参与O2和CO2的运输，铁又是细胞色素系统、过氧化氢酶和过氧化物酶的组成成分，在呼吸和生物氧化过程中起重要的作用。铁缺乏可引起缺铁性(营养性)贫血，它是一种世界性的营养缺乏症，在我国患病率也很高，处于生长阶段的儿童、青春期女青年、孕妇及乳母若膳食中的铁摄入不足就更易造成营养性贫血。
 铜含量最高的是景迈老树茶为15．7mg／kg，最低的是易武老树茶为12．2 mg／kg，相差3．5mg／kg，老树茶中平均含量为14．2mg／kg，台地茶中平均含量为?3．7mg／kg。与李旭玫报道的茶叶中铜含量一般在20-45mg／kg相比，所分析的老树茶、台地茶铜含量均偏低。铜在体内是氧化还原体系的一种重要催化剂，遍布于全身组织中，是人体内 30多种酶的活性成分并参与造血过程，还能调节心搏，但它不能贮存于体内，因此需经常补充。如果缺铜，会使血清中的铁元素下降引起贫血，白细胞减少，骨质疏松。一些冠心病、胃癌、白血病等也与缺铜有关。成人每天对铜的最小需要量约为2mg，若日饮3杯茶，约摄入铜0．45mg／kg，占日需量的22．5％。锰含量最高的是易武老树茶为1045mg／kg，最低的是景迈台地茶为283 mg／kg，相差762mg／kg，老树茶中平均含量为768．7 mg／kg，台地茶中平均含量为615 mg／kg。据研究，茶叶中富含锰，成茶中平均含锰量均在300mg／kg以上，比一般植物约高60倍。在嗜好饮茶地区的人，每天从茶叶中可摄入所需要锰量的1／3，甚至更多。成人每天需要锰量约为2．5～5．0mg，一杯浓茶最高含量可达1mg，每天饮茶 5-6杯，可满足人体需要锰的45％左右。锰是一切生物所必需的微量元素，对人体的作用是多方面的，其最重要功能是激活大量的酶类，参与多种物质代谢。茶叶中的锰能清除自由基，抑制脂质过氧化，人体缺锰影响生殖系统，如引起死胎和无精子产生，另外还影响脑神经，易引起惊厥，例如癫痫病患者血液中锰的含量一般偏低。另据调查，百岁老人头发中的锰含量高、镉含量低，从而得出高锰低镉有助于长寿的结论。而茶叶正是锰含量高(浸出量高)、镉含量低。因此，经常饮茶可以起到预防某些疾病和长寿的作用。
 硼含量在老树茶与台地茶中不成规律，有高有低，其中最高的是南糯台地茶55．5mg／kg，最低的是景迈老树茶7．83 mg／kg，相差 47．67mg／kg。
 锌在台地茶中的平均含量为37．4mg／kg，在老树茶中的平均含量为36．5mg／kg，相差0．9mg／kg。锌是仅次于铁而位居第二的必需微量元素，锌一般都被输送到植物生长旺盛的尖端组织中，茶树梢越幼嫩的部分锌含量越高。1999年谢明勇用全反射X-射线荧光法分析茶叶中的矿物元素时发现：锌元素与茶叶的品质有一定的相关性，即茶叶品质越好锌的含量越高。另外，有关资料表明，由于茶树锌对镉的吸收有拮抗作用，故茶叶锌镉比值高，有利预防高血压；锌是泌尿系统主要器官肾的主要物质基础；茶叶中锌元素有80％溶于茶水中。锌是人体所必需的微量元素，成人体内含锌约2～3g，存在于所有组织中，肝、肾、脑等组织含锌量较多，正常血清锌浓度为100～140ug／dl；锌是体内许多酶的组成成分或酶的激活剂，现已知体内有200多种酶与锌有关，因此锌对机体的生长发育，组织再生，促进食欲，促进维生素A的正常代谢，促进性器官和性机能的正常发育，保护皮肤健康，增强免疫功能等多方面都有重要的意义；儿童缺锌主要表现为生长停滞，青少年缺锌除生长停滞外还会出现性器官及第二性征发育不全为特征的性幼稚型，孕妇缺锌会不同程度地影响胎儿发育，缺锌还会引起味觉减退或食欲不振，因为锌是唾液蛋白——味觉素的组成成分，会使伤口愈合慢，机体免疫力降低。人体对锌的需要量远大于铜，加之我国耕地多半缺锌及民众饮食结构所限，国民缺锌已达50％。
 研究表明，人体所需微量元素日需量虽小，但从某种意义上，却比维生素还重要，因为它不像维生素那样能在人体内合成，也不像常量元素一样在体内贮存，它必须随着能量的消耗，随时补充，如果量不足，会使人生病或缩短寿命，完全缺乏甚至能导致死亡。而茶叶就是能提供多种微量元素的饮料来源之一，这是因为茶叶中富含多种微量元素的饮料，它不仅含有全部人体所需的微量元素，而且有的元素含量较多，并有50％-60％可溶于热水，人们通过饮茶就能从茶汤中获得。如果每日饮茶3杯(平均10g茶)，可从茶叶中获取相当于日需量的5％-20％的矿物元素，个别茶叶所含的矿物元素甚至可以满足曰需量，所以，饮茶对发挥矿物质元素的营养作用，是比较适宜的。当然，就老树茶与台地茶相比较而言，老树茶能够提供更多的微量元素。
 老树茶、台地茶的常量矿物质元素：由表3可看出，所检测的常量矿物元素呈现一致性规律，即台地茶中的硫、磷、钾、钙、镁含量均高于老树茶。
 硫在台地茶中的平均含量为0．26％，在老树茶中的平均含量为 0．24％，相差0．02％(绝对值)。硫是茶树必需的营养元素，其需要量仅次于氮、磷和钾三要素，居第四位，印度Verma报道，正常茶树茶叶的硫含量在0．08％～0．3％之间。韩文炎的调查表明，高产茶园成熟叶片硫的含量平均为0．21％，中产茶园为0．16％，而低产茶园为0.12％。茶树体内的硫主要在生命活动旺盛的部位，它不仅是胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸的重要成分，直接参与蛋白质的合成，而且与维生素和蛋白质的合成有关，试验表明，当茶树缺硫时，叶片变小，叶色变黄，叶脉失绿比叶肉严重，新梢节间变短，无花蕾形成，从而影响茶叶的产量和品质。硫是人体内必需的常量元素之一。
 磷在台地茶中的平均含量为0．41％，在老树茶中的平均含量为 0．35％，相差0．06％(绝对值)。磷是能量代谢和物质代谢不可缺少的元素，磷在生理上和生化上是人体最必需的常量矿物元素之一，但在营养上对它很少注意，因为一切动植物食品都含有磷，因此人体一般不会缺磷。成人体内约含磷650g，占体重的1％左右，其中85％的磷与钙结合存在于骨牙中，10％的磷与蛋白质、脂肪等有机物结合参与构成软组织，其余部分广泛分布于体内多处磷的化合物中。
 钾在台地茶中的平均含量为2．11％，在老树茶中的平均含量为 7．86％，相差0．25％(绝对值)。钾是茶树从土壤中吸收的含量仅次于氮的必需营养元素，在茶树体内呈离子状态，主要存在于新梢等茶树生命活动旺盛的部位。钾是茶树体内60多种酶的活化剂，能促进茶树光合作用，增强碳氮代谢，提高茶树抗逆性和抗病虫性等。在茶树体内，钾的含量与氨基酸和茶氨酸的含量成正相关。钾还可调节气孔运动，促进光合作用，从而有利于糖类和多酚类的形成，增强茶树的抗逆性。钾也是人体内必需的常量元素。
 钙在台地茶中的平均含量为0．33％，在老树茶中的平均含量为 0．25％，相差0．08％(绝对值)。钙是人体中含量最丰富的矿物元素，约占人体总量的1．5％-2％，其中99％的钙集中在骨骼和牙齿等硬组织中，生长期的儿童和少年需要量较大，13～14岁是需要量最大时期，钙缺乏与维生素D的营养水平有关，也与磷有关，缺乏时对生长期的儿童可表现出生长发育迟缓、骨和牙齿差，甚至发生佝偻病。
 镁在台地茶中的平均含量为0．23％，在老树茶中的平均含量为 0．21％，相差0．02％(绝对值)。人体内含镁20-28g，其中3／5集中在骨骼，2／5分散在肌肉和软组织，镁参与构成骨牙，是许多酶的激活剂，是心血管系统的保护因子，有利尿和导泻作用。在软组织中，镁同钾一样集中在细胞里，它是细胞内主要的阳离子之一，在血液中镁主要集中在红细胞内，镁在人体生理、病理及临床治疗中占有重要地位，

 

图 茶树中茶氨酸代谢途径

不同茶树品种根中茶氨酸含量和其底物（谷氨酸和乙胺）含量的相关性 （图1A-D），发现乙胺含量和茶氨酸含量呈高度正相关， 表明乙胺对茶氨酸的积累起到关键作用。并发现合成乙胺的丙氨酸脱羧酶编码基因CsAlaDC的表达量和乙胺、茶氨酸的含量也呈现高度正相关（图1E-H），表明CsAlaDC对茶树大量合成茶氨酸至关重要。值得一提的是，茶氨酸合成酶编码基因CsTSI的表达与茶氨酸含量不直接相关。

 

　　图1 不同茶树品种中茶氨酸合成前体代谢物含量、基因表达量与茶氨酸含量的相关性

 

　　在模式植物烟草叶片中瞬时表达CsAlaDC，烟草叶片合成了高浓度乙胺（图2），证明CsAlaDC在植物体内具有合成乙胺的活性。但是在只有大量乙胺合成的条件下，烟草叶片中没有检测到明显的茶氨酸合成。说明只有乙胺存在，不足以大量合成茶氨酸。

 

　　图2 瞬时表达CsAlaDC的烟草叶片合成了乙胺

 

　　在此基础上，将茶氨酸合成酶编码基因CsTSI与CsAlaDC在烟草叶片中共表达，烟草叶片合成了大量的茶氨酸（图3），烟草叶片茶氨酸含量可达4 mg/g干重，这与茶叶中茶氨酸的含量相当。这一结果表明，CsTSI与CsAlaDC协同作用决定了茶氨酸的大量合成。

 

　　图3 共表达CsAlaDC和CsTSI的烟草叶片中合成了大量茶氨酸

 

茶树基因组进化与香气相关基因的扩增

               

舒茶早基因组的染色体水平组装有助于系统研究茶树和杜鹃目物种基因组的染色体进化轨迹。茶树最近的WGD事件（Ad-β）发生在杜鹃目共同祖先的全基因组三倍化（WGT-γ）之后（图2 A），这导致了祖先杜鹃目（AEK）和茶树基因组之间的一对应六的同源基因组区域配对。在舒茶早基因组中，1号和12号染色体明显遭受了大多数融合和裂变事件，14号染色体经历了最少的重排，这些重排主要来自AEK7（图2A）。与舒茶早基因组相比，猕猴桃基因组的额外WGD事件（Ad-α）发生在26.7 MYA左右，随后发生大量基因组重排，导致猕猴桃中29条现代染色体（图2A）。最终发现，茶树7号染色体和猕猴桃8号染色体具有相似的AEK核型，表明这两条染色体的重排事件最有可能发生在它们的共同祖先身上（图2A）。

与猕猴桃、咖啡和可可相比，茶树中有91个基因家族发生快速扩张。GO功能富集分析显示，它们与萜烯合酶活性、UDP葡糖基转移酶活性、铵转运和细胞芳香化合物代谢过程相关。萜烯合酶（TPS）和UDP葡萄糖基转移酶（UGT）是与茶叶香气有关的两种重要酶。因此，这些家族的扩张可能有助于提高茶叶品质。为了进一步研究TPS基因的进化和功能轨迹，作者在茶树基因组中彻底鉴定了72个TPS基因。系统发育分析显示茶树TPS基因有5个亚群，其中a、b亚群占总TPS基因的77.78%，大多数TPS基因在茶树的叶片和花中高度表达（图2B）。最近的串联重复事件（而不是WGD事件）推动了茶树TPS基因的扩增（图2C）。TPS基因的系统发育鉴定出22对基因，其中17对（77.27%）是在Ks<0.16时产生的（图2D），表明舒茶早中大多数TPS基因是保守的，且处于强阴性选择下。茶树TPS基因集中的大多数在对抗茶尺蠖（茶树最具破坏性的害虫之一）的攻击方面表现出更高的表达水平（图2E）。研究者发现了一个包含5个与咖啡因合成相关的肌苷-5′-单磷酸脱氢酶（IMPDH）基因的基因簇（咖啡因在植物抵御生物胁迫方面具有重要作用），该基因与TPS基因同时出现。

 

图2 茶树基因组中萜烯合酶基因的染色体进化与特征分析

研究者发现了许多与茶叶品质和抗逆性相关的功能克隆基因，如苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因、葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因、萜类合酶（TPS）等基因也在筛选中（图4C）。

 

图4 从古老茶树品种到地方品种，从地方品种到优良品种的茶树基因组的选择性特征。

小结

该研究报道了一个染色体水平的参考茶树基因组，对与茶叶品质相关的基因组和基因进化提供了新的见解。同时还制作了野生和栽培茶树的高分辨率基因组变异图谱，并筛选出与茶叶品质和抗逆性有关候选基因。研究结果为我国未来茶树优异种质资源的科学保护、茶树重要农艺性状基因发掘、茶叶健康功效成分开发利用和遗传育种研究提供高质量数据资源和理论依据，同时也将促进了世界对茶的认识、传播和利用。

01风味相关代谢物的多样性

2017年，在春、夏、秋三个季节，对来自群体1的191种茶树资源的茶芽和叶(每个芽有两片叶)中10种风味相关代谢物的水平进行了测定，以确保数据准确。记录的数据包括不同季节代谢物干物质含量的范围、平均值、标准差、变异系数、多样性指数和遗传力(表1和图1a)。在春季、夏季和秋季，代谢物水平随季节而变化。此外，三个季节的代谢物水平之间存在显著的相关性。不同代谢物之间也存在相关性，包括CG和ECG， GC 和EGC， 以及 TN 和CAF之间(图1b)。此外，在三个季节中检测到风味相关代谢物水平表现出明显变化。

表1.群体1部分茶风味相关代谢物水平的变化

 

 

 

图1. 三个季节191份种质中10种代谢物的水平

、02分子标记、群体结构和遗传关系

由191份茶树种质资源组成的群体1用于构建基于扩增片段SNPs和甲基化(AFSM)方法的测序文库。测序结果为397.62 Gb的数据，平均为2.07 Gb。在与茶树参考基因组序列进行比较的基础上，使用SAMtools和VCFtools对每个样品进行SNPs和InDels鉴定。总共检测到6,544,014个变异基因座(包括6,152,373个SNPs和391,641个InDels)。用SNP分析工具对SNP进行鉴定和筛选(MAF≥5%，缺失≤10%)，之后最终获得35,972个高质量的SNP用于进一步分析。

用Admixture软件分析获得的高质量SNP的群体结构。最大聚类亚组数(K)为1–8，并计算相应K值的交叉验证误差(CV误差)。CV误差在增加之前先减小。因为当K=3时CV误差最小，所以该组被分成三个亚组(图2a)。主成分分析的结果表明，主成分PC1和PC2可以清楚地将191个资源分为三组，这与组结构的划分一致(图2b)。构建了一个连接树来探讨不同茶树种质间的遗传关系。结果Admixture分析和主成分分析结果一致。根据地理分布、生物学特性和亲缘关系，将191份资源分为三组。第1组分为P1和P2亚组，而第3组分为P4-P7亚组(图2c)。每一个亚组资源地理分布和生物学特性也具有显著区别。

 

 

图2. 群体结构和进化关系

03茶树基因组的连锁不平衡

为了评估在茶树材料关联研究中确定的标记位置的准确性，使用35,972个标记来分析两个基因座之间的连锁不平衡。结果表明，连锁不平衡随着SNP之间物理距离的增加而降低。一般来说，当r2=0.1 或 r2=0.2时连锁不平衡的衰退距离是指基因组中SNPs之间的物理距离。

04与代谢物相关的SNPs分子标记

使用混合线性模型(简称MLM)评估10种茶风味相关物质和35,972个高质量SNPs之间的相关性，用P < 2.8×10-5作为筛选显著基因座的阈值。与特定代谢物相关的SNPs的数量因季节而异。为了消除季节差异，作者确定了在所有三个季节中检测到的显著SNPs，并将其指定为候选SNPs。因此，在所有三个季节(春季、夏季和秋季)同时鉴定出307个显著相关的基因座。除了EGC和GC之外，代谢物的SNPs都很显著，只是在确定的季节有所不同。关于C，分别获得了春季、夏季和秋季的596、705和267个分子标记。此外，286个SNPs常见于春季和夏季，25个SNPs常见于夏季和秋季，4个SNPs常见于春季和秋季，209个SNPs常见于所有三个季节(图3和4a)。这209个候选SNPs用于进一步分析。并使用相同的方法鉴定与其他物质含量相关的SNP。

 

 

图3. 不同季节儿茶素（C）的全基因组关联分析

05代谢物相关的基因和代谢途径

在每个重要基因座中检测到的基因以及位于基因座上游或下游的基因被指定为候选基因，然后对其进行功能注释。在两个多季节检测到的基因被用于后续分析。180个功能性注释基因涉及70 KEGG途径，其中两个最富集的途径与代谢和次生代谢物的生物合成有关(图4b)。代谢途径主要与氨基酸合成代谢、脂类代谢和碳水化合物代谢有关。次生代谢产物的生物合成途径主要与黄酮醇的生物合成；亚油酸代谢；泛醌和萜烯生物合成；莨菪烷、哌啶、角质和木栓素的合成；以及蜡质合成有关。

 

 

图4. 通过全基因组关联分析鉴定的SNPs和基因。

 

8条代谢途径与TN有关，大部分与氨基酸的合成代谢有关； 13种代谢途径与CAF有关，包括次生代谢物的生物合成和影响光合作用和光呼吸的途径；与C相关的53种代谢途径主要与莽草酸途径上游的初级葡萄糖代谢途径、与儿茶素合成途径相关的氨基酸代谢途径、儿茶素合成途径的一个分支、脂质代谢和应激耐受相关的代谢途径相关；9条CG相关途径为代谢途径：次级代谢物生物合成，类固醇生物合成，倍半萜和三萜类生物合成，抗生素生物合成，角质、次分泌和蜡生物合成，植物激素信号，和内吞作用；与EC相关的5个途径是次生代谢产物生物合成、亚油酸代谢、α亚麻酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和胞吞作用；共有28条途径与ECG有关，包括代谢途径、次生代谢物生物合成，氨基酸(主要包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的合成和代谢，糖酵解，亚油酸代谢，戊糖和葡萄糖醛酸相互转化，和内吞作用； 26种与GCG相关的途径，包括代谢途径、次生代谢物生物合成、类黄酮生物合成、氨酰-tRNA生物合成、嘌呤代谢、泛素介导的蛋白水解、玉米素生物合成、氨基酸合成和代谢以及角蛋白、亚麻和蜡生物合成。

 

在180个注释基因中，19个与TN代谢相关，34个与CAF代谢相关，103个与C代谢相关，17个与CG代谢相关，7个与EC代谢相关，40个与ECG代谢相关，2个与EGCG代谢相关，4个与GC代谢相关，58个与GCG代谢相关。有的基因与多种代谢产物有关。此外，根据关联研究，大多数与CAF代谢相关的基因也与C代谢相关，而与EC代谢相关的基因也与ECG代谢相关(表2)。

一些注释的基因在以前的研究中进行了鉴定，可能直接或间接有助于茶氨酸、咖啡酸和儿茶素的合成或调节(图5a)。例如，黄酮醇合成是黄酮途径的一个重要分支，而FLS是催化黄酮醇生产的关键酶。几项研究证实，茶树中的儿茶素和花青素水平与编码FLS的基因表达密切相关。

 

 

图5. 候选SNP的定位和验证

 

有大量证据表明，大多数植物代谢物，包括类黄酮、生物碱和氨基酸，可以被修饰(糖基化、酰化或与其他化合物结合)，并被运输到液泡或其他亚细胞室进行临时储存。糖基转移酶参与与花青素和儿茶素合成途径相关的代谢物的糖基化，以对儿茶素含量进行调节。关联分析确定了几个可能参与儿茶素合成的糖基转移酶相关基因。因为次级代谢物通常在不同于合成位点的位点发挥其生理作用，所以需要有效的细胞间转运和细胞内转运系统。ABC转运蛋白与生物碱和花青素的转运有关。ABC转运蛋白基因序列中的多个SNPs与TN和C相关，这意味着这些转运蛋白参与了风味相关代谢物的转运。植物多酚的生物合成主要受MYB-bHLH-WD40三元配合物的调控。在这项研究中，MYB86、MYB44和WD40结构域蛋白与C相关(表2)。此外，其他基因也可能影响茶氨酸、咖啡碱和儿茶素的合成和调节。

 

表2.通过关联分析确定的潜在代谢物相关基因（部分结果）

 

 

06候选SNP验证

为了验证SNP标记的可靠性，在包括98个茶树种质资源的群体2中验证了30个候选SNPs。SNaPshot测序结果显示，1个、2个和3个等位基因分别被5个、23个和2个SNPs位点扩增。由于观察到与PCR反应扩增结果不一致，因此在两个等位基因中的23个SNPs中的三个SNPs被排除，剩余的20个SNPs位点被验证(图5b，c)。基于98个样本中20个SNPs位点的基因型和10种代谢物的水平，完成了相关性和显著性分析。代谢物和17个SNPs之间共有29个相关性(表3)。10个标记与C相关，相关系数在0.21-0.70之间。具体来说，3个标记与C呈强相关(0.6≤相关系数|< 0.8)，5个呈中度相关(0.4≤相关系数|< 0.6)，2个呈弱相关(0.2≤相关系数|< 0.4)。此外，8个标记与CAF相关，6个中度相关，2个低度相关。两个分子标记与EC弱相关。4个分子标记与ECG相关。一个分子标记与EGCG弱相关。两个分子标记与GCG中度相关，两个弱相关。

表3. 群体2中候选SNP的相关性和显著性分析（部分展示）

 

 

 

茶叶中活性中心元素（阴阳精源）

生物体内生物高分子活性中心元素分布和有机成分分布之间的关系

 

生物体内生物活性中心元素分布与生物大分子分布的关系

 

4、生物高分子活性中心元素对脂质的作用

生物高分子活性中心元素除了与生物体内有机物及生物大分子的整体分布有关，还对具体的某一类大分 子作用，影响这一类大分子的结构及它们的代谢过程，如对脂质的作用。首先这些元素能够同脂质结合影响脂质的沉积作用，从而影响它们的排泄。研究发现活性中心元素与胆固醇的相互作用顺序为Cr2+>Cu3+>zn2+> >Cd3+及Cr3++>Fe3+>cd2+>Pb2+,这是因为这些元素同胆固醇结合，消弱了胆固醇分子之间的范德华力(团聚力)，产生静电排斥，利于胆固醇的排泄。但是如果亲电强度太强，物极必反，使一个金属周围结合的大量的胆固醇，形成大的分子团，所以亲电强度很强的Cd2+的作用反而下降了。其次生物活性含有d轨道的活性中心元素的离子可以单电子氧化还原，可以与过氧化氢反应，使其发生裂解，产生自由基，也能使原来反应活性相对较弱的O2-和H2O2转变为OH使脂质过氧化，导致一系列的病变, 如动脉粥样硬化等。但是当这些元素与某些酶结合如SOD或GSHPX就成为了很好的抗氧化剂，所以活性中心元素对脂质的作用是双向的，即一方面，这些元素可作为多数抗氧化酶的辅助基因子而使其发挥抗氧化效能;另一方面，某些元素在特定条件下又可诱导机体组织过氧化反应的发生。

4.1生命动力元素的提出

4.1.1群子的概念及特性

群子实际上是多体粒子群集体的一种结构或运动单元。比如，原子核是核子的群集体，即核子的“群子”，核子是层子或夺克的群子:细胞核是染色体的“群子”，人体是由各种不同类型细胞群子组成，分子晶体是由许多分子组成的群子:大分子是链节的“群子”;运动中的高分子链是链段的群子，聚氯乙烯是初级颗粒的群子，高聚物是不同分子量高分子的“群子”，嵌段高分子是不同单体序列的群子。固体粉粒分布是由不同粒径的颗粒群子组成，非理想气体则由气体分子“群子”组成。从广义说来，宇宙是由许多星球的群子组成:一个国家则由各种民族的“群子”组成;围棋的布局是由黑子和白子的群子组成;战争的双方布局是由军队和兵器的“群子”组成;中药和生物营养体是由高亲电强度和低亲电强度的阳离子群子组成。可见群子是一种司空见惯的有形或无形的“群集体”，其大小不受限制，是由研究的具体对象来决定的。

群子的基本特性包括群集性、多层性、“模糊”性、最可几性和可变性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

高山云雾绿茶

“高山云雾茶”产自著名的“中国有机茶之乡”一有机茶园。有机茶园建立在海拔800多米的高山上，自然生态条件优越，风景俊秀，空气清新，终年云雾缭绕，气候温和，雨量充沛，土壤富含有机质，远离任何污染，非常适宜茶树生长。“高山云雾茶”采自早春的嫩芽叶，原料为一芽一叶、二叶，外形匀整翠绿，微露锋苗;条索紧结卷曲，细嫩露芽。-经冲泡，汤色嫩绿明亮，嫩香持久，滋味鲜醇悠长，品后口留余香。

 

 

 

 

 

 

普洱茶贮藏年份陈韵、风味与香气研究综述4

金立成

茶叶的通天气

 ATP是分子级化学能生命动力源（简称：ATP生命动力或ATP动力）。生命不仅要依靠ATP分子降解转化食物氧化燃烧热提供化学能ATP动力，

JRG是原子级宇天能生命动力源（金日光发现简称：JRG生命动力或JRG动力）。生命还要依靠JRG元素孤对电子吸纳转化中微子“通天气”提供宇空能JRG动力。生命存在的最根本的动力在天上，来自宇宙、银河、太阳的光子、特别是中微子一旦与孤对电子作用，甚至引起低温融核反应，更不用说大大降低一切生命的化学反应活化能。

实验证明，生长树龄愈长的大茶树，次生代谢物质含量和组分愈丰富。都对普洱茶深沉细腻的陈韵产生十分微妙的影响，真是＂润物无声胜有声＂。

野生茶跟栽培茶树风味不一样的遗传基础。茶树野生近缘物种因蕴藏着丰富的优异新基因...

 

 

 

茅台在通天天气与地气作用下，茅台“离开了茅台镇，生产不了茅台酒”的根本原因。

 

 

)老树茶与台地茶矿物质元素含量比较
 人体重量的96％是有机物和水分，其余的4％则由数种不同的无机元素组成，即机体灰分，目前确认有21种人体营养所必需，营养学中称这类营养素为矿物质，其中在体内含量较多，每日需要量在100mg以上者称为常量元素，它们是Ca、P、S、K、Na、Cl、Mg等；在体内含量较少，日需要量在100mg以下，甚至以ug计者称为微量元素，它们是铁、锌、硒、锰、铜、碘、鉬、钴、铬、氟、硅、矾、镍、锡等。矿物质在人体内不能合成也不会在代谢过程中消失，体内的矿物质每日通过各种途径排出一定量于体外，因此必需不断给予补充，每种必需的矿物质对人体具有重要的意义，它们有的参与构成机体支架，有的存在于软组织和体液中，是维持生命活动不可缺少的物质，有的参与调节体液渗透压和酸碱平衡，有的则是多种酶的组成成分；还有的参与激素、维生素或其他代谢物质共同作用，总之，每一种必需矿物质至少有—种特殊的生理作用。
 矿物质元素是植物重要的化学组成部分，它们有的参与植物的物质组成，有的作为调节其生理代谢活动作用的元素，有的则兼备两种功能，对植物生命活动、新梢生长发育及品质成分的形成与积累都产生深刻的影响。茶叶中的无机元素很多，已定量检出的有30余种，14种人体所必需的微量元素在茶叶中都有。目前研究较多，而为茶树生命活动所必需或有生理活性，于人体有营养药用价值的元素为钾、钠、镁、锰、铁、硫、硒、钴、锌、镍、钼、钡、铬、钒、铜、铝、磷等17种元素。为了解老树茶、台地茶的矿物质。
元素含量差异，本试验检测了硫、磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜、锰、硼共10种矿物质元素，前5种是茶中的肥料元素，也是人体中的常量元素，后5种在茶中、人体中均是微量元素，其检测结果见表3。
老树茶、台地茶的微量矿物元素：由表3可看出，老树茶中所检测的微量元素总含量较台地茶高，其中铁、铜、锰在老树茶中含量较高，锌、硼含量则比台地茶低。
 铁含量最高的是南糯老树茶为70．2mg／kg，最低的是景迈台地茶52．3mg／kg，相差17．9mg／kg；老树茶中平均含量为65．3mg／kg，台地茶中平均含量为67．9mg／kg。铁是铁氧还原蛋白和叶绿素形成中某些酶的辅基或活化剂，故缺铁将抑制这些辅基的形成，氮、磷的需要及吸收也显著下降，茶树中的氨基酸、咖啡碱也相应减少。铁是人体必需的微量元素，成人体内含铁3～5g，约占体重的0．004％。在体内主要作为血红蛋白、肌红蛋白的组成成分参与O2和CO2的运输，铁又是细胞色素系统、过氧化氢酶和过氧化物酶的组成成分，在呼吸和生物氧化过程中起重要的作用。铁缺乏可引起缺铁性(营养性)贫血，它是一种世界性的营养缺乏症，在我国患病率也很高，处于生长阶段的儿童、青春期女青年、孕妇及乳母若膳食中的铁摄入不足就更易造成营养性贫血。
 铜含量最高的是景迈老树茶为15．7mg／kg，最低的是易武老树茶为12．2 mg／kg，相差3．5mg／kg，老树茶中平均含量为14．2mg／kg，台地茶中平均含量为?3．7mg／kg。与李旭玫报道的茶叶中铜含量一般在20-45mg／kg相比，所分析的老树茶、台地茶铜含量均偏低。铜在体内是氧化还原体系的一种重要催化剂，遍布于全身组织中，是人体内 30多种酶的活性成分并参与造血过程，还能调节心搏，但它不能贮存于体内，因此需经常补充。如果缺铜，会使血清中的铁元素下降引起贫血，白细胞减少，骨质疏松。一些冠心病、胃癌、白血病等也与缺铜有关。成人每天对铜的最小需要量约为2mg，若日饮3杯茶，约摄入铜0．45mg／kg，占日需量的22．5％。锰含量最高的是易武老树茶为1045mg／kg，最低的是景迈台地茶为283 mg／kg，相差762mg／kg，老树茶中平均含量为768．7 mg／kg，台地茶中平均含量为615 mg／kg。据研究，茶叶中富含锰，成茶中平均含锰量均在300mg／kg以上，比一般植物约高60倍。在嗜好饮茶地区的人，每天从茶叶中可摄入所需要锰量的1／3，甚至更多。成人每天需要锰量约为2．5～5．0mg，一杯浓茶最高含量可达1mg，每天饮茶 5-6杯，可满足人体需要锰的45％左右。锰是一切生物所必需的微量元素，对人体的作用是多方面的，其最重要功能是激活大量的酶类，参与多种物质代谢。茶叶中的锰能清除自由基，抑制脂质过氧化，人体缺锰影响生殖系统，如引起死胎和无精子产生，另外还影响脑神经，易引起惊厥，例如癫痫病患者血液中锰的含量一般偏低。另据调查，百岁老人头发中的锰含量高、镉含量低，从而得出高锰低镉有助于长寿的结论。而茶叶正是锰含量高(浸出量高)、镉含量低。因此，经常饮茶可以起到预防某些疾病和长寿的作用。
 硼含量在老树茶与台地茶中不成规律，有高有低，其中最高的是南糯台地茶55．5mg／kg，最低的是景迈老树茶7．83 mg／kg，相差 47．67mg／kg。
 锌在台地茶中的平均含量为37．4mg／kg，在老树茶中的平均含量为36．5mg／kg，相差0．9mg／kg。锌是仅次于铁而位居第二的必需微量元素，锌一般都被输送到植物生长旺盛的尖端组织中，茶树梢越幼嫩的部分锌含量越高。1999年谢明勇用全反射X-射线荧光法分析茶叶中的矿物元素时发现：锌元素与茶叶的品质有一定的相关性，即茶叶品质越好锌的含量越高。另外，有关资料表明，由于茶树锌对镉的吸收有拮抗作用，故茶叶锌镉比值高，有利预防高血压；锌是泌尿系统主要器官肾的主要物质基础；茶叶中锌元素有80％溶于茶水中。锌是人体所必需的微量元素，成人体内含锌约2～3g，存在于所有组织中，肝、肾、脑等组织含锌量较多，正常血清锌浓度为100～140ug／dl；锌是体内许多酶的组成成分或酶的激活剂，现已知体内有200多种酶与锌有关，因此锌对机体的生长发育，组织再生，促进食欲，促进维生素A的正常代谢，促进性器官和性机能的正常发育，保护皮肤健康，增强免疫功能等多方面都有重要的意义；儿童缺锌主要表现为生长停滞，青少年缺锌除生长停滞外还会出现性器官及第二性征发育不全为特征的性幼稚型，孕妇缺锌会不同程度地影响胎儿发育，缺锌还会引起味觉减退或食欲不振，因为锌是唾液蛋白——味觉素的组成成分，会使伤口愈合慢，机体免疫力降低。人体对锌的需要量远大于铜，加之我国耕地多半缺锌及民众饮食结构所限，国民缺锌已达50％。
 研究表明，人体所需微量元素日需量虽小，但从某种意义上，却比维生素还重要，因为它不像维生素那样能在人体内合成，也不像常量元素一样在体内贮存，它必须随着能量的消耗，随时补充，如果量不足，会使人生病或缩短寿命，完全缺乏甚至能导致死亡。而茶叶就是能提供多种微量元素的饮料来源之一，这是因为茶叶中富含多种微量元素的饮料，它不仅含有全部人体所需的微量元素，而且有的元素含量较多，并有50％-60％可溶于热水，人们通过饮茶就能从茶汤中获得。如果每日饮茶3杯(平均10g茶)，可从茶叶中获取相当于日需量的5％-20％的矿物元素，个别茶叶所含的矿物元素甚至可以满足曰需量，所以，饮茶对发挥矿物质元素的营养作用，是比较适宜的。当然，就老树茶与台地茶相比较而言，老树茶能够提供更多的微量元素。
 老树茶、台地茶的常量矿物质元素：由表3可看出，所检测的常量矿物元素呈现一致性规律，即台地茶中的硫、磷、钾、钙、镁含量均高于老树茶。
 硫在台地茶中的平均含量为0．26％，在老树茶中的平均含量为 0．24％，相差0．02％(绝对值)。硫是茶树必需的营养元素，其需要量仅次于氮、磷和钾三要素，居第四位，印度Verma报道，正常茶树茶叶的硫含量在0．08％～0．3％之间。韩文炎的调查表明，高产茶园成熟叶片硫的含量平均为0．21％，中产茶园为0．16％，而低产茶园为0.12％。茶树体内的硫主要在生命活动旺盛的部位，它不仅是胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸的重要成分，直接参与蛋白质的合成，而且与维生素和蛋白质的合成有关，试验表明，当茶树缺硫时，叶片变小，叶色变黄，叶脉失绿比叶肉严重，新梢节间变短，无花蕾形成，从而影响茶叶的产量和品质。硫是人体内必需的常量元素之一。
 磷在台地茶中的平均含量为0．41％，在老树茶中的平均含量为 0．35％，相差0．06％(绝对值)。磷是能量代谢和物质代谢不可缺少的元素，磷在生理上和生化上是人体最必需的常量矿物元素之一，但在营养上对它很少注意，因为一切动植物食品都含有磷，因此人体一般不会缺磷。成人体内约含磷650g，占体重的1％左右，其中85％的磷与钙结合存在于骨牙中，10％的磷与蛋白质、脂肪等有机物结合参与构成软组织，其余部分广泛分布于体内多处磷的化合物中。
 钾在台地茶中的平均含量为2．11％，在老树茶中的平均含量为 7．86％，相差0．25％(绝对值)。钾是茶树从土壤中吸收的含量仅次于氮的必需营养元素，在茶树体内呈离子状态，主要存在于新梢等茶树生命活动旺盛的部位。钾是茶树体内60多种酶的活化剂，能促进茶树光合作用，增强碳氮代谢，提高茶树抗逆性和抗病虫性等。在茶树体内，钾的含量与氨基酸和茶氨酸的含量成正相关。钾还可调节气孔运动，促进光合作用，从而有利于糖类和多酚类的形成，增强茶树的抗逆性。钾也是人体内必需的常量元素。
 钙在台地茶中的平均含量为0．33％，在老树茶中的平均含量为 0．25％，相差0．08％(绝对值)。钙是人体中含量最丰富的矿物元素，约占人体总量的1．5％-2％，其中99％的钙集中在骨骼和牙齿等硬组织中，生长期的儿童和少年需要量较大，13～14岁是需要量最大时期，钙缺乏与维生素D的营养水平有关，也与磷有关，缺乏时对生长期的儿童可表现出生长发育迟缓、骨和牙齿差，甚至发生佝偻病。
 镁在台地茶中的平均含量为0．23％，在老树茶中的平均含量为 0．21％，相差0．02％(绝对值)。人体内含镁20-28g，其中3／5集中在骨骼，2／5分散在肌肉和软组织，镁参与构成骨牙，是许多酶的激活剂，是心血管系统的保护因子，有利尿和导泻作用。在软组织中，镁同钾一样集中在细胞里，它是细胞内主要的阳离子之一，在血液中镁主要集中在红细胞内，镁在人体生理、病理及临床治疗中占有重要地位，

 

图 茶树中茶氨酸代谢途径

不同茶树品种根中茶氨酸含量和其底物（谷氨酸和乙胺）含量的相关性 （图1A-D），发现乙胺含量和茶氨酸含量呈高度正相关， 表明乙胺对茶氨酸的积累起到关键作用。并发现合成乙胺的丙氨酸脱羧酶编码基因CsAlaDC的表达量和乙胺、茶氨酸的含量也呈现高度正相关（图1E-H），表明CsAlaDC对茶树大量合成茶氨酸至关重要。值得一提的是，茶氨酸合成酶编码基因CsTSI的表达与茶氨酸含量不直接相关。

 

　　图1 不同茶树品种中茶氨酸合成前体代谢物含量、基因表达量与茶氨酸含量的相关性

 

　　在模式植物烟草叶片中瞬时表达CsAlaDC，烟草叶片合成了高浓度乙胺（图2），证明CsAlaDC在植物体内具有合成乙胺的活性。但是在只有大量乙胺合成的条件下，烟草叶片中没有检测到明显的茶氨酸合成。说明只有乙胺存在，不足以大量合成茶氨酸。

 

　　图2 瞬时表达CsAlaDC的烟草叶片合成了乙胺

 

　　在此基础上，将茶氨酸合成酶编码基因CsTSI与CsAlaDC在烟草叶片中共表达，烟草叶片合成了大量的茶氨酸（图3），烟草叶片茶氨酸含量可达4 mg/g干重，这与茶叶中茶氨酸的含量相当。这一结果表明，CsTSI与CsAlaDC协同作用决定了茶氨酸的大量合成。

 

　　图3 共表达CsAlaDC和CsTSI的烟草叶片中合成了大量茶氨酸

 

茶树基因组进化与香气相关基因的扩增

               

舒茶早基因组的染色体水平组装有助于系统研究茶树和杜鹃目物种基因组的染色体进化轨迹。茶树最近的WGD事件（Ad-β）发生在杜鹃目共同祖先的全基因组三倍化（WGT-γ）之后（图2 A），这导致了祖先杜鹃目（AEK）和茶树基因组之间的一对应六的同源基因组区域配对。在舒茶早基因组中，1号和12号染色体明显遭受了大多数融合和裂变事件，14号染色体经历了最少的重排，这些重排主要来自AEK7（图2A）。与舒茶早基因组相比，猕猴桃基因组的额外WGD事件（Ad-α）发生在26.7 MYA左右，随后发生大量基因组重排，导致猕猴桃中29条现代染色体（图2A）。最终发现，茶树7号染色体和猕猴桃8号染色体具有相似的AEK核型，表明这两条染色体的重排事件最有可能发生在它们的共同祖先身上（图2A）。

与猕猴桃、咖啡和可可相比，茶树中有91个基因家族发生快速扩张。GO功能富集分析显示，它们与萜烯合酶活性、UDP葡糖基转移酶活性、铵转运和细胞芳香化合物代谢过程相关。萜烯合酶（TPS）和UDP葡萄糖基转移酶（UGT）是与茶叶香气有关的两种重要酶。因此，这些家族的扩张可能有助于提高茶叶品质。为了进一步研究TPS基因的进化和功能轨迹，作者在茶树基因组中彻底鉴定了72个TPS基因。系统发育分析显示茶树TPS基因有5个亚群，其中a、b亚群占总TPS基因的77.78%，大多数TPS基因在茶树的叶片和花中高度表达（图2B）。最近的串联重复事件（而不是WGD事件）推动了茶树TPS基因的扩增（图2C）。TPS基因的系统发育鉴定出22对基因，其中17对（77.27%）是在Ks<0.16时产生的（图2D），表明舒茶早中大多数TPS基因是保守的，且处于强阴性选择下。茶树TPS基因集中的大多数在对抗茶尺蠖（茶树最具破坏性的害虫之一）的攻击方面表现出更高的表达水平（图2E）。研究者发现了一个包含5个与咖啡因合成相关的肌苷-5′-单磷酸脱氢酶（IMPDH）基因的基因簇（咖啡因在植物抵御生物胁迫方面具有重要作用），该基因与TPS基因同时出现。

 

图2 茶树基因组中萜烯合酶基因的染色体进化与特征分析

研究者发现了许多与茶叶品质和抗逆性相关的功能克隆基因，如苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因、葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因、萜类合酶（TPS）等基因也在筛选中（图4C）。

 

图4 从古老茶树品种到地方品种，从地方品种到优良品种的茶树基因组的选择性特征。

小结

该研究报道了一个染色体水平的参考茶树基因组，对与茶叶品质相关的基因组和基因进化提供了新的见解。同时还制作了野生和栽培茶树的高分辨率基因组变异图谱，并筛选出与茶叶品质和抗逆性有关候选基因。研究结果为我国未来茶树优异种质资源的科学保护、茶树重要农艺性状基因发掘、茶叶健康功效成分开发利用和遗传育种研究提供高质量数据资源和理论依据，同时也将促进了世界对茶的认识、传播和利用。

01风味相关代谢物的多样性

2017年，在春、夏、秋三个季节，对来自群体1的191种茶树资源的茶芽和叶(每个芽有两片叶)中10种风味相关代谢物的水平进行了测定，以确保数据准确。记录的数据包括不同季节代谢物干物质含量的范围、平均值、标准差、变异系数、多样性指数和遗传力(表1和图1a)。在春季、夏季和秋季，代谢物水平随季节而变化。此外，三个季节的代谢物水平之间存在显著的相关性。不同代谢物之间也存在相关性，包括CG和ECG， GC 和EGC， 以及 TN 和CAF之间(图1b)。此外，在三个季节中检测到风味相关代谢物水平表现出明显变化。

表1.群体1部分茶风味相关代谢物水平的变化

 

 

 

图1. 三个季节191份种质中10种代谢物的水平

、02分子标记、群体结构和遗传关系

由191份茶树种质资源组成的群体1用于构建基于扩增片段SNPs和甲基化(AFSM)方法的测序文库。测序结果为397.62 Gb的数据，平均为2.07 Gb。在与茶树参考基因组序列进行比较的基础上，使用SAMtools和VCFtools对每个样品进行SNPs和InDels鉴定。总共检测到6,544,014个变异基因座(包括6,152,373个SNPs和391,641个InDels)。用SNP分析工具对SNP进行鉴定和筛选(MAF≥5%，缺失≤10%)，之后最终获得35,972个高质量的SNP用于进一步分析。

用Admixture软件分析获得的高质量SNP的群体结构。最大聚类亚组数(K)为1–8，并计算相应K值的交叉验证误差(CV误差)。CV误差在增加之前先减小。因为当K=3时CV误差最小，所以该组被分成三个亚组(图2a)。主成分分析的结果表明，主成分PC1和PC2可以清楚地将191个资源分为三组，这与组结构的划分一致(图2b)。构建了一个连接树来探讨不同茶树种质间的遗传关系。结果Admixture分析和主成分分析结果一致。根据地理分布、生物学特性和亲缘关系，将191份资源分为三组。第1组分为P1和P2亚组，而第3组分为P4-P7亚组(图2c)。每一个亚组资源地理分布和生物学特性也具有显著区别。

 

 

图2. 群体结构和进化关系

03茶树基因组的连锁不平衡

为了评估在茶树材料关联研究中确定的标记位置的准确性，使用35,972个标记来分析两个基因座之间的连锁不平衡。结果表明，连锁不平衡随着SNP之间物理距离的增加而降低。一般来说，当r2=0.1 或 r2=0.2时连锁不平衡的衰退距离是指基因组中SNPs之间的物理距离。

04与代谢物相关的SNPs分子标记

使用混合线性模型(简称MLM)评估10种茶风味相关物质和35,972个高质量SNPs之间的相关性，用P < 2.8×10-5作为筛选显著基因座的阈值。与特定代谢物相关的SNPs的数量因季节而异。为了消除季节差异，作者确定了在所有三个季节中检测到的显著SNPs，并将其指定为候选SNPs。因此，在所有三个季节(春季、夏季和秋季)同时鉴定出307个显著相关的基因座。除了EGC和GC之外，代谢物的SNPs都很显著，只是在确定的季节有所不同。关于C，分别获得了春季、夏季和秋季的596、705和267个分子标记。此外，286个SNPs常见于春季和夏季，25个SNPs常见于夏季和秋季，4个SNPs常见于春季和秋季，209个SNPs常见于所有三个季节(图3和4a)。这209个候选SNPs用于进一步分析。并使用相同的方法鉴定与其他物质含量相关的SNP。

 

 

图3. 不同季节儿茶素（C）的全基因组关联分析

05代谢物相关的基因和代谢途径

在每个重要基因座中检测到的基因以及位于基因座上游或下游的基因被指定为候选基因，然后对其进行功能注释。在两个多季节检测到的基因被用于后续分析。180个功能性注释基因涉及70 KEGG途径，其中两个最富集的途径与代谢和次生代谢物的生物合成有关(图4b)。代谢途径主要与氨基酸合成代谢、脂类代谢和碳水化合物代谢有关。次生代谢产物的生物合成途径主要与黄酮醇的生物合成；亚油酸代谢；泛醌和萜烯生物合成；莨菪烷、哌啶、角质和木栓素的合成；以及蜡质合成有关。

 

 

图4. 通过全基因组关联分析鉴定的SNPs和基因。

 

8条代谢途径与TN有关，大部分与氨基酸的合成代谢有关； 13种代谢途径与CAF有关，包括次生代谢物的生物合成和影响光合作用和光呼吸的途径；与C相关的53种代谢途径主要与莽草酸途径上游的初级葡萄糖代谢途径、与儿茶素合成途径相关的氨基酸代谢途径、儿茶素合成途径的一个分支、脂质代谢和应激耐受相关的代谢途径相关；9条CG相关途径为代谢途径：次级代谢物生物合成，类固醇生物合成，倍半萜和三萜类生物合成，抗生素生物合成，角质、次分泌和蜡生物合成，植物激素信号，和内吞作用；与EC相关的5个途径是次生代谢产物生物合成、亚油酸代谢、α亚麻酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和胞吞作用；共有28条途径与ECG有关，包括代谢途径、次生代谢物生物合成，氨基酸(主要包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的合成和代谢，糖酵解，亚油酸代谢，戊糖和葡萄糖醛酸相互转化，和内吞作用； 26种与GCG相关的途径，包括代谢途径、次生代谢物生物合成、类黄酮生物合成、氨酰-tRNA生物合成、嘌呤代谢、泛素介导的蛋白水解、玉米素生物合成、氨基酸合成和代谢以及角蛋白、亚麻和蜡生物合成。

 

在180个注释基因中，19个与TN代谢相关，34个与CAF代谢相关，103个与C代谢相关，17个与CG代谢相关，7个与EC代谢相关，40个与ECG代谢相关，2个与EGCG代谢相关，4个与GC代谢相关，58个与GCG代谢相关。有的基因与多种代谢产物有关。此外，根据关联研究，大多数与CAF代谢相关的基因也与C代谢相关，而与EC代谢相关的基因也与ECG代谢相关(表2)。

一些注释的基因在以前的研究中进行了鉴定，可能直接或间接有助于茶氨酸、咖啡酸和儿茶素的合成或调节(图5a)。例如，黄酮醇合成是黄酮途径的一个重要分支，而FLS是催化黄酮醇生产的关键酶。几项研究证实，茶树中的儿茶素和花青素水平与编码FLS的基因表达密切相关。

 

 

图5. 候选SNP的定位和验证

 

有大量证据表明，大多数植物代谢物，包括类黄酮、生物碱和氨基酸，可以被修饰(糖基化、酰化或与其他化合物结合)，并被运输到液泡或其他亚细胞室进行临时储存。糖基转移酶参与与花青素和儿茶素合成途径相关的代谢物的糖基化，以对儿茶素含量进行调节。关联分析确定了几个可能参与儿茶素合成的糖基转移酶相关基因。因为次级代谢物通常在不同于合成位点的位点发挥其生理作用，所以需要有效的细胞间转运和细胞内转运系统。ABC转运蛋白与生物碱和花青素的转运有关。ABC转运蛋白基因序列中的多个SNPs与TN和C相关，这意味着这些转运蛋白参与了风味相关代谢物的转运。植物多酚的生物合成主要受MYB-bHLH-WD40三元配合物的调控。在这项研究中，MYB86、MYB44和WD40结构域蛋白与C相关(表2)。此外，其他基因也可能影响茶氨酸、咖啡碱和儿茶素的合成和调节。

 

表2.通过关联分析确定的潜在代谢物相关基因（部分结果）

 

 

06候选SNP验证

为了验证SNP标记的可靠性，在包括98个茶树种质资源的群体2中验证了30个候选SNPs。SNaPshot测序结果显示，1个、2个和3个等位基因分别被5个、23个和2个SNPs位点扩增。由于观察到与PCR反应扩增结果不一致，因此在两个等位基因中的23个SNPs中的三个SNPs被排除，剩余的20个SNPs位点被验证(图5b，c)。基于98个样本中20个SNPs位点的基因型和10种代谢物的水平，完成了相关性和显著性分析。代谢物和17个SNPs之间共有29个相关性(表3)。10个标记与C相关，相关系数在0.21-0.70之间。具体来说，3个标记与C呈强相关(0.6≤相关系数|< 0.8)，5个呈中度相关(0.4≤相关系数|< 0.6)，2个呈弱相关(0.2≤相关系数|< 0.4)。此外，8个标记与CAF相关，6个中度相关，2个低度相关。两个分子标记与EC弱相关。4个分子标记与ECG相关。一个分子标记与EGCG弱相关。两个分子标记与GCG中度相关，两个弱相关。

表3. 群体2中候选SNP的相关性和显著性分析（部分展示）

 

 

 

茶叶中活性中心元素（阴阳精源）

生物体内生物高分子活性中心元素分布和有机成分分布之间的关系

 

生物体内生物活性中心元素分布与生物大分子分布的关系

 

4、生物高分子活性中心元素对脂质的作用

生物高分子活性中心元素除了与生物体内有机物及生物大分子的整体分布有关，还对具体的某一类大分 子作用，影响这一类大分子的结构及它们的代谢过程，如对脂质的作用。首先这些元素能够同脂质结合影响脂质的沉积作用，从而影响它们的排泄。研究发现活性中心元素与胆固醇的相互作用顺序为Cr2+>Cu3+>zn2+> >Cd3+及Cr3++>Fe3+>cd2+>Pb2+,这是因为这些元素同胆固醇结合，消弱了胆固醇分子之间的范德华力(团聚力)，产生静电排斥，利于胆固醇的排泄。但是如果亲电强度太强，物极必反，使一个金属周围结合的大量的胆固醇，形成大的分子团，所以亲电强度很强的Cd2+的作用反而下降了。其次生物活性含有d轨道的活性中心元素的离子可以单电子氧化还原，可以与过氧化氢反应，使其发生裂解，产生自由基，也能使原来反应活性相对较弱的O2-和H2O2转变为OH使脂质过氧化，导致一系列的病变, 如动脉粥样硬化等。但是当这些元素与某些酶结合如SOD或GSHPX就成为了很好的抗氧化剂，所以活性中心元素对脂质的作用是双向的，即一方面，这些元素可作为多数抗氧化酶的辅助基因子而使其发挥抗氧化效能;另一方面，某些元素在特定条件下又可诱导机体组织过氧化反应的发生。

4.1生命动力元素的提出

4.1.1群子的概念及特性

群子实际上是多体粒子群集体的一种结构或运动单元。比如，原子核是核子的群集体，即核子的“群子”，核子是层子或夺克的群子:细胞核是染色体的“群子”，人体是由各种不同类型细胞群子组成，分子晶体是由许多分子组成的群子:大分子是链节的“群子”;运动中的高分子链是链段的群子，聚氯乙烯是初级颗粒的群子，高聚物是不同分子量高分子的“群子”，嵌段高分子是不同单体序列的群子。固体粉粒分布是由不同粒径的颗粒群子组成，非理想气体则由气体分子“群子”组成。从广义说来，宇宙是由许多星球的群子组成:一个国家则由各种民族的“群子”组成;围棋的布局是由黑子和白子的群子组成;战争的双方布局是由军队和兵器的“群子”组成;中药和生物营养体是由高亲电强度和低亲电强度的阳离子群子组成。可见群子是一种司空见惯的有形或无形的“群集体”，其大小不受限制，是由研究的具体对象来决定的。

群子的基本特性包括群集性、多层性、“模糊”性、最可几性和可变性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

高山云雾绿茶

“高山云雾茶”产自著名的“中国有机茶之乡”一有机茶园。有机茶园建立在海拔800多米的高山上，自然生态条件优越，风景俊秀，空气清新，终年云雾缭绕，气候温和，雨量充沛，土壤富含有机质，远离任何污染，非常适宜茶树生长。“高山云雾茶”采自早春的嫩芽叶，原料为一芽一叶、二叶，外形匀整翠绿，微露锋苗;条索紧结卷曲，细嫩露芽。-经冲泡，汤色嫩绿明亮，嫩香持久，滋味鲜醇悠长，品后口留余香。