花青素是植物体内的一种次生代谢产物，与植物体内的应激反应和衰老延迟等有关。近年来，花青素因为其降低心血管疾病、癌症和其他慢性疾病发病率逐渐被人们认可和关注，并因此推动了富含花青素成分饮料的发展和营销，其中“紫茶”已经成为最受大众欢迎的饮料之一【1】。最近的研究经过大量的植物筛选确定了四种富含花青素的茶叶品种，其中Zijuan（ZJ）茶是研究最多的紫茶品种之一，位于中国云南省【2】。此外，有研究表明，花青素由胞质中的类黄酮生物合成途径生物合成，其糖基化终产物沉积在液泡中，而作为一般茶叶中主要成分之一的儿茶素也通过该途径生物合成【3-4】，但是两者之间的关系仍难以捉摸。
近日，中国农业科学院茶叶研究所成浩研究员与英国纽卡斯尔大学的Robert Edwards 为共同通讯作者在Plant Journal 在线发表了一篇题为“A coupled role for CsMYB75 and CsGSTF1 in anthocyanin hyper-accumulation in purple tea”的研究论文，阐述了紫茶中花青素积累的机理。
该研究结合代谢分析和转录组学分析，发现茶中的紫色表型与转录因子 CsMYB75 和phi（F）类谷胱甘肽转移酶 CsGSTF1 的协同作用相关，CsMYB75 通过激活茶叶中黄酮类通路的总体通量诱导紫色表型。此外，该研究还发现，CsMYB75 导致 ZJ 茶中花青素的选择性上调，但是儿茶素含量没有上调，这种选择性调节是通过 CsGSTF1 实现的。
之前在其他物种的研究表明，GST（glutathione transferase）可以充当黄酮类化合物的转运蛋白，因此该研究进一步研究了 CsGSTF1 在选择性花青素积累中的作用，发现 CsGSTF1 的表达与BLC（bud leaf color）相关，但是与不同种质中的儿茶素含量无关。而进一步对拟南芥tt19-8突变体（不能表达AtGSTF12）的研究发现，利用 CaMV 35S 启动子控制其表达后，花青素的积累得以恢复，但是并未改变其透明表皮的表型（与原花青素有关），进一步证明 CsGSTF1 在儿茶素积累中不起作用。
对 LJ43（普通茶叶）和 ZJ（紫茶）第二叶亚细胞结构的显微和 TEM 分析
此外，该研究还还阐明了花青素在植物应激反应中的潜在重要性。花青素可以参与氧化还原稳态相关的几种基因的转录调控，抑制导致氧化损伤和细胞死亡的途径，并且花青素还与磷酸盐代谢以及光合作用相关基因的上调有关。
对 CsMYB75, CsGSTF1 和 BLC 性状的全基因组关联研究
总之，该研究阐明了紫茶中花青素积累的分子机制并研究了花青素在植物应激反应中的功能。
参考文献
【1】Wei, K., Wang, L., Zhou, J., He, W., Zeng, J., Jiang, Y., and Cheng, H. (2011). Catechin contents in tea (Camellia sinensis) as affected by cultivar and environment and their relation to chlorophyll contents. Food Chem 125: 44-48
【2】Jiang, L., Shen, X., Shoji, T., Kanda, T., Zhou, J., and Zhao, L. (2013). Characterization and activity of anthocyanins in Zijuan Tea (Camellia sinensis var. kitamura). J Agric Food Chem 61: 3306-3310.
【3】Zhao, J., and Dixon, R.A. (2010). The ‘ins’ and ‘outs’ of flavonoid transport. Trends Plant Sci 15:72-80.
【4】Wei，K., Wang, L.Y., Zhang, C.C., Wu, L.Y., Li, H.H., Zhang, F., and Cheng, H. (2015). Transcriptome analysis reveals key flavonoid 3′-hydroxylase and flavonoid 3′,5′-hydroxylase genes in affecting the ratio of dihydroxylated to trihydroxylated catechins in Camellia sinensis. PLoS ONE 10: e0137925.
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