茶叶科技进展丨大气二氧化碳浓度升高对茶树次生代谢调控研究取得新进展

近期，中国农业科学院茶叶研究所茶树栽培创新团队在大气二氧化碳浓度升高对茶树次生代谢调控研究方面取得新进展。该团队利用气体交换、叶绿素荧光成像、氧电极以及分子生物学等技术，系统研究了CO₂浓度升高环境下，茶树的光合作用、呼吸作用、碳氮代谢以及次生代谢的响应规律。相关研究成果发表在综合性学术期刊《科学报告》上。

图1. CO₂浓度升高对茶树叶片中品质成分含量的影响
 

CO₂浓度升高作为气候变化的一个重要方面，将直接影响作物的产量和品质。然而，关于CO₂浓度升高对茶树初级代谢和次级代谢的影响尚不清楚。近年来，茶树栽培团队在气候变化与茶树生长发育调控方面开展了系统的研究工作。研究结果表明，在CO₂浓度升高环境下，茶树的光合速率和呼吸速率均会显著增强。因此，茶树的生物量也会显著提高。此外，茶树叶片中的可溶性糖、淀粉和总碳含量增加，但总氮含量却显著下降，导致茶叶中碳氮比增加。同时，CO₂浓度升高对茶树叶片中的品质成分代谢也有着重要影响。随着CO₂浓度的升高，茶树叶片中的茶多酚、总儿茶素、游离氨基酸和茶氨酸的含量均表现出不同程度的增加，咖啡因含量则显著降低。通过进一步的分子生物学分析表明，叶片中儿茶素和茶氨酸的合成代谢途径中相关基因表达上调，而咖啡因合成相关基因表达均显著下调。研究结果表明，在未来全球CO₂浓度不断升高的气候变化背景下，茶树的初级代谢和次级代谢均会受到其显著影响，并将进一步影响茶叶的品质。

图2. CO₂浓度升高对茶树儿茶素合成代谢的影响
 

据悉，该团队近年来致力于研究气候变化和极端天气对茶园生态系统的影响，并进一步研发相应的栽培调控技术和管理措施。相关研究已得到了中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：www.nature.com/articles/s41598-017-08465-1

中国农业科学院茶叶研究所茶树栽培创新团队  李鑫