凌云白毫茶和桂熱2號(hào)脂質(zhì)代謝分析

摘" "要" "利用代謝組學(xué)技術(shù)分析兩個(gè)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(hào)相比，共有15個(gè)脂質(zhì)差異代謝物，其中有3個(gè)含量表達(dá)上調(diào)，12個(gè)含量表達(dá)下調(diào)，說明桂熱2號(hào)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(gè)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(jī)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(jī)溶劑，較難溶于水。脂質(zhì)在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、脅迫應(yīng)答、能量轉(zhuǎn)換、碳儲(chǔ)備等方面發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，是生命有機(jī)體生物膜的主要成分。在面對(duì)干旱、鹽分脅迫或溫度變化等逆境時(shí)，植物的脂質(zhì)代謝會(huì)發(fā)生改變，幫助植物適應(yīng)并減輕脅迫的負(fù)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(dòng)茶樹生長(zhǎng)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(hào)為試材，研究?jī)蓚€(gè)茶樹品種的脂質(zhì)代謝差異變化，進(jìn)一步探索凌云白毫茶和桂熱2號(hào)生長(zhǎng)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(yàn)材料" "凌云白毫茶和桂熱2號(hào)品種的茶樹。材料收集地點(diǎn)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(shí)生苗生長(zhǎng)，桂熱2號(hào)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(gè)品種的茶樹在管理上保持一致。2023年7月，對(duì)兩種茶樹的一芽二葉茶葉進(jìn)行了樣本采集，每個(gè)品種樣本均進(jìn)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(hào)。

1.2" "試驗(yàn)方法" "將采集的茶葉樣本在真空冷凍干燥機(jī)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(duì)樣本進(jìn)行溶解。溶解過程中，將樣本進(jìn)行6次振動(dòng)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(jìn)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(kù)，結(jié)合二級(jí)譜信息對(duì)代謝物進(jìn)行定性分析，并通過三重四級(jí)桿質(zhì)譜的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式進(jìn)行定量分析。使用MultiaOuant軟件對(duì)質(zhì)譜的色譜峰進(jìn)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(shí)VIP值大于1，重點(diǎn)篩選出脂質(zhì)差異代謝物并進(jìn)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(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，它通過將數(shù)據(jù)點(diǎn)按照相似度進(jìn)行分組，構(gòu)建一個(gè)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(duì)A和B組樣本進(jìn)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(shí)別和理解代謝物在不同樣本或條件下的相對(duì)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(dá)量相似，樣品重復(fù)性較好，而在不同樣本對(duì)比中的表達(dá)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(jì)算Z值對(duì)不同樣本中的差異代謝物的相對(duì)含量進(jìn)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(fù)和大小，可以快速識(shí)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(duì)含量高于整體均值，負(fù)值則表示相對(duì)含量低于均值。由圖3可以看出，15個(gè)脂質(zhì)代謝物中A僅有3個(gè)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(duì)含量高于B。從表1中可以更加明確地看出，B有12個(gè)脂質(zhì)代謝物的相對(duì)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(xì)胞膜中的結(jié)構(gòu)成分以及在能量、碳儲(chǔ)存、信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在植物生長(zhǎng)、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(duì)幾種擬南芥突變體的詳細(xì)分析，描述了類脂在植物生長(zhǎng)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(duì)植物生長(zhǎng)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(zhǎng)、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(dú)特的反饋應(yīng)答機(jī)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(xì)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(xì)胞膜穩(wěn)定性、增強(qiáng)抗旱性的適應(yīng)策略，在遭受干旱脅迫時(shí)茶樹會(huì)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(hào)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(duì)茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育及抗逆性的影響來看，推測(cè)出桂熱2號(hào)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(gè)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(hào)相比，共有15個(gè)脂質(zhì)差異代謝物，其中有3個(gè)含量表達(dá)上調(diào)， 12個(gè)含量表達(dá)下調(diào)，說明桂熱2號(hào)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(gè)品種的環(huán)境適應(yīng)性特點(diǎn)，發(fā)揮品種的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的品種進(jìn)行推廣種植，以更好地促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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【基金項(xiàng)目】：百色市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃課題“百色市主要經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)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(guó)，廣西凌云縣植保植檢站，郵編533100；曹美芬，凌云縣經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展中心；吳秀達(dá)，廣西樂業(yè)縣有機(jī)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）