琴棋书画诗酒茶,今天我们来话茶。
茶,作为最原始的植物性饮料,距今已有4700年的历史,自古便“家不可一日无也”。
生活中,我们在不断解锁茶的打开方式,
从可以多到绕地球转圈的奶茶,
到最近“出圈”的鸭屎香柠檬茶。
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茶不仅有迷人的香气和令人愉悦的滋味,还有着如茶氨酸、咖啡因等特征性成分。可以说,茶有着重大的医用和健康价值。
众所周知,基因影响着表型,那么茶中存在多少基因、有哪些基因调控茶的风味表达、以及对疾病有什么效用呢。在这里,我们借助多种组学技术,从基因组、转录组、代谢组等层面来解答这些问题。
组一套基因
第一个茶树染色体级别高质量参考基因组发布[1]
茶树是山茶科山茶属的一员,栽培比较广的主要包括两个变种:大叶茶变种(CSA;又称阿萨姆)和小叶茶变种(CSS;又称中国茶变种)。近年来茶学研究者经过不懈努力基于 NGS 测序技术公布了第一个大叶茶变种(CSA-YK10)基因组和一个小叶茶变种(CSS-SCZ)基因组,但是由于 NGS 技术所产生短 reads 的限制,通过 SMRT 长读长测序技术解析具有庞大基因组且含有大量的重复序列的茶树而言显得尤为重要。
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文章采用单分子实时测序(SMRT)和 Hi-C 技术,发布了首个小叶茶(碧云)参考基因组精细图谱,组装获得的约2.85 Gb 的基因组序列, 组装的scaffold N50 长度高达 195.68 Mb,解析获得了包括茶多酚、茶氨酸和咖啡因生物合成相关基因在内的40,812个蛋白编码基因的准确序列。首次为全世界茶学研究者提供了准确的茶树基因组序列与基因信息。加速了茶树功能基因组学研究、性状解析、优异新基因发掘以及茶树新品种的培育提供强有力的科技支撑。
探究紫茶花中苯类-苯丙烷色素和香气的关系[2]
苯类化合物,尤其是苯丙烷,是植物颜色和香气的主要来源。类苯和类苯丙烷(BPs),来源于莽草酸途径中的两种芳香族氨基酸苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸。茶叶中的主要挥发性和非挥发性BPS为苯乙酮(AP)和delphinidin-3-O-葡萄糖苷(DpG)。科学家们在中国广东省白塘镇的茶园里找到了一种自然突变的品种(BT)为研究BPs在茶树中的代谢以及BPs引起的色香味关系提供了更好的模型。
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研究使用转录组和代谢组技术,发现在BT紫色花瓣中,BP型香气随着BP型颜色的出现而增加。莽草酸途径中的结构基因和挥发性BPs的合成得到了促进。类黄酮合成途径的大多数基因被下调,并且流出被引导积累花青素Dp。许多转录因子参与调节紫色及其相关香气。该研究结果揭示了茶树BP型色泽与香气的关系,为了进一步阐明调控机制,未来需要对相关基因的功能进行更多的鉴定。
品一口清茶
揭示茶氨酸在结肠炎中发挥的保护作用[3]
茶氨酸(L-theanine)是茶叶特有一种氨基酸,也是茶叶呈味物质之一,茶氨酸在食品中很容易被生物利用,并在肠道中迅速吸收,并被美国食品和药物管理局授予“公认的安全-GRAS”地位。然而,茶氨酸治疗肠道炎症的潜力尚未得到充分研究。
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文章借助转录组学和脂质代谢学分析,发现茶氨酸逆转了结肠炎小鼠模型的转录谱和脂质谱,主要通过炎症反应相关通路。组学关联分析表明,炎症反应相关基因与差异脂质代谢产物几乎显著相关。总之,茶氨酸通过下调NF-κB信号通路,调节脂质代谢紊乱,在DSS诱导的结肠炎中发挥保护作用。
今天的话茶就到这里了,聊了这么多,是不是有些渴意了呢,一起去喝杯茶吧。
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