一种光调控提升茶叶茶氨酸含量的方法

1.本发明涉及植物培育技术领域，具体涉及一种光调控对提升茶叶茶氨酸含量的方法。


背景技术：

2.作为环境信号和光合作用的能源，光是植物生长发育所必需的生态要素。光对植物生长、形态建成、物质代谢以及基因表达等均具有调控作用，其中光对植物代谢组分的影响研究较为广泛。作为茶叶中最重要的氨基酸种类-茶氨酸，在茶叶的游离氨基酸中含量最高，占总游离氨基酸的30％～60％，是茶树体内最重要的次级代谢产物之一，是茶叶鲜爽味的主要来源，与绿茶品质呈正相关。相关发现茶氨酸在新梢中的含量随季节的不同存在显著的差异，其在春茶新梢中的含量是在夏茶中的4倍，是在秋茶中的7倍，这说明高茶氨酸含量维系时间短，仅在春天含量最高，其中主要是光环境因素对茶氨酸含量有较大的影响。但目前专门针对光调控茶氨酸含量维系以及提升的方法尚不明确。
3.保靖黄金茶是我国珍稀的优异茶树种质资源，是早春茶树中最具有代表性的绿茶之一，具有极高的经济价值，而且氨基酸含量高、酚氨比低、绿茶干茶色泽翠绿、汤色黄绿明亮、香气悠长、回味甘甜的特质，是制绿茶的极佳品种。但该品种采摘时间较短，氨基酸含量仅在春茶前期较高，之后随气候变化下降明显。古茶树是遗传多样性最丰富、最具有保存和研究价值的茶树种质资源。古茶树资源中富含的许多特异性状，如高茶多酚、低咖啡碱、高茶氨酸、高抗性基因源等可以直接利用，因此维系提高古茶树中茶氨酸的含量对古茶树的开发利用具有重要的意义。


技术实现要素：

4.针对背景技术中所述的茶氨酸高含量维系时间短问题，本发明提供了一种光调控提升茶叶茶氨酸含量的作用方法，通过本发明对茶苗补光的波长和光配比进行改变，将茶苗对于不同光质情况下所产生的茶氨酸含量进行检测，进行转录组分析，解析调控机制，可对后续茶苗的培育提供较大程度的帮助，可以提高茶叶茶氨酸的含量并且保持时间长。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种光调控提升茶叶茶氨酸含量的方法茶苗移栽后放置在蓝光或者红光：蓝光＝1:2的led光源下补光后进行采收。
7.所述的方法，led光源下补光时间7-10天。
8.所述的方法，蓝光和红光光强150-200μmol
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m-2
·
s-1
，蓝光450-460nm、红光620-630nm。
9.所述的方法，补光之前，采用光强为150-200μmol
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m-2
·
s-1
的380-760nm白光led光源培养7-10天。
10.所述的方法，光照时间为12-14h/d。
11.所述的方法，光照环境参数为温度20
±
5℃，湿度80
±
5％，co2浓度400
±
50ppm。
12.所述的方法，选用一年生的茶苗作为植物材料，移栽至盆栽种植，待幼苗发根后追第一次肥；然后进行白光led光源培养和补光。
13.所述的方法，移栽到盆栽种植时要待茶苗一芽一叶初展时；栽苗时，茶苗根系理顺，放入盆中与土充分接触，再回填土壤压实，浇足定根水，待幼苗发根后追第一次肥，按每亩5kg尿素兑水浇灌。
14.通过采用上述技术方案：用于保证移栽之后茶树幼苗的存活，促进移栽之后快速发根。
15.所述的方法，苗距离灯高度为30-35cm。
16.本发明进一步设置为：植物材料放置于人工温室生长架上培养，生长架长：200cm，宽：55cm，高：210cm，分为4层，植物材料放置于生长架中央，上方为led植物生长灯，苗距离灯具高度为30cm。
17.通过采用上述技术方案：随着植物生长调节灯具高度，使光照强度始终保持稳定。
18.本发明进一步设置为：茶氨酸的测定方法为：称取0.2g新鲜样本，液氮研磨至匀浆后置于5ml离心管，加入2ml超纯水；30℃超声20min后，重复3次；浸提液以10000rpm离心10min，吸取1.0ml上清液，加入水定容至10ml，然后将稀释后的样品经0.22um微孔滤膜过滤后进行uplc-ms/ms分析。uplc-ms条件：色谱柱uplc-shim-pack giss c18(1.9um,100*2.1mm id)，柱温40℃；流动相：水，流速0.4ml/min；进样量1.0ul；电喷雾电离子源(esi)雾化气流量3l/min；加热气流量10l/min；接口温度300℃；dl温度250℃；加热模块温度400℃；干燥气流量10l/min；ms条件：二级反应监测模式，mrm离子定量分析。
19.本发明进一步设置为：转录组测序的实验流程为：rna提取、rna检测、文库构建以及上机测序。
20.通过采用上述技术方案：可以对茶叶茶氨酸进行较为精细地检测和解析茶氨酸含量差异原因。
21.采用本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：本发明利用不同光质条件对茶苗进行补光，探究光调控对茶叶茶氨酸含量的影响，为茶叶提高滋味物质含量提供一种参考策略，进而提高商业价值。本发明提供的一种光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法，蓝光条件下茶氨酸含量高于红光和白光3倍左右，是一种有效增加茶氨酸含量的光照条件。
附图说明
22.图1黄金茶茶苗补光实物图；
23.图2古茶树(凤庆茶)茶苗补光实物图；
24.图3茶树补光光谱图；
25.图4对比例与实施例差异表达基因的数量；
26.图5对比例与实施例差异表达基因维恩图；
27.图6对比例与实施例l-茶氨酸生物合成相关kegg通路的基因数量。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有
做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.下面结合实施案例对本发明作进一步的描述。
30.实施例1
31.光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法，包括以下步骤：
32.s1、选用一年生的黄金茶一号茶苗、古茶树凤庆茶品种一年生茶苗作为植物材料，移栽至室内盆栽种植；待幼苗发根后追第一次肥；
33.s2、施用追肥后，统一采用光强为150μmol
·
m-2
·
s-1
的白光(380-760nm)led光源培养15天；
34.s3、15天统一处理过后，再放置在光强为150μmol
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m-2
·
s-1
的蓝光(450-460nm)的led光源下补光7天，如图1-3所示，补光完成后进行采收；
35.s4、测定上述所采收的鲜叶样本的茶氨酸含量。
36.在步骤s1中，移栽到盆栽种植时间要待茶苗一芽一叶初展时；栽苗时，茶苗根系理顺，放入盆中与土充分接触，再回填土壤压实，浇足定根水，待幼苗发根后追第一次肥，按每亩5kg尿素兑水浇灌。
37.在步骤s2至步骤s3中，植物材料放置于人工温室生长架上培养，生长架长：200cm，宽：55cm，高：210cm，分为4层，植物材料放置于生长架中央，上方为led植物生长灯，苗距离灯具高度为30cm。
38.在步骤s2至步骤s3中，统一光照时间为12h/d，其他环境参数为温度20
±
5℃，湿度80
±
5％，co2浓度400
±
50ppm。
39.在步骤s4中，茶氨酸的测定方法为：
40.称取0.2g新鲜样本，液氮研磨至匀浆后置于5ml离心管，加入2ml超纯水；30℃超声20min后，重复3次；浸提液以10000rpm离心10min，吸取1.0ml上清液，加入水定容至10ml，然后将稀释后的样品经0.22um微孔滤膜过滤后进行uplc-ms/ms分析。uplc-ms条件：色谱柱uplc-shim-pack giss c18(1.9um,100*2.1mm id)，柱温40℃；流动相：水，流速0.4ml/min；进样量1.0ul；电喷雾电离子源(esi)雾化气流量3l/min；加热气流量10l/min；接口温度300℃；dl温度250℃；加热模块温度400℃；干燥气流量10l/min；ms条件：二级反应监测模式，mrm离子定量分析。
41.在所述步骤s5中，转录组测序的实验流程为：rna提取、rna检测、文库构建以及上机测序。
42.实施例2
43.本实施例所提供的光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中，15天统一处理过后，再放置在光强为150μmol
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m-2
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s-1
的红光：蓝光＝1:2的led光源下补光7天，如图1-3所示，补光完成后进行采收。
44.对比例1
45.对比例所提供的光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中，15天统一处理过后，再放置在光强为150μmol
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m-2
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s-1
的白光(380-760nm)的led光源下补光7天，如图1-3所示，补光完成后进行采收。
46.对比例2
47.本对比例所提供的光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法大致和实施例1相同，其
主要区别在于：步骤s3中，15天统一处理过后，再放置在光强为150μmol
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m-2
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s-1
的红光(620-630nm)的led光源下补光7天，如图1-3所示，补光完成后进行采收。
48.对比例3
49.本对比例所提供的光调控对茶叶茶氨酸含量的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中，15天统一处理过后，再放置在光强为150μmol
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m-2
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s-1
的红光：蓝光＝2:1的led光源下补光7天，如图1-3所示，补光完成后进行采收。
50.性能测试
51.分别取等量的实施例1-2和对比例1-3所提供的茶样品，进行茶氨酸含量测定，结果如表1所示。
52.通过分析表1中的相关数据可知，本发明发现不同光照条件下，茶叶茶氨酸含量确实有很大差异，蓝光条件下茶氨酸含量高于红光和白光3倍左右，效果最显著。
53.表1
54.组别实施例1实施例2对比例1对比例2对比例3黄金茶6.5753.2961.8891.8240.357凤庆茶4.7362.2491.7211.6581.203
55.分别取等量的实施例1-2和对比例1-3所提供的黄金茶样品，进行转录组测序分析，结果如图4-6所示。
56.通过分析图4-5中的相关数据可知，为了研究蓝光条件下生长的茶苗的分子差异，使用deseq2包来测定实施例和对比例的差异表达基因。在“对比例1vs对比例2”、“对比例1vs实施例1”、“对比例1vs对比例3”和“对比例1vs实施例2”的比较中，共发现318、1394、1597和3298个差异表达基因(图4)。正如维恩图所示(图5)，常见和独特的差异表达基因在不同的处理中有所不同。可以发现，蓝光处理下差异表达基因的数量多，说明蓝光对茶苗的影响大。分析图6可得出，在与l-茶氨酸生物合成相关的9条通路中，对比例1vs实施例1和2中degs的数量比其他处理组要多。表明在不同光照条件下，l-茶氨酸的表达受到影响，对比例1vs实施例1和2中与degs相关的l-茶氨酸转录水平明显高于其他光照处理组。本发明发现蓝光处理下茶氨酸含量最高，主要原因是在蓝光处理下，差异表达基因的数量最大，说明光照调控是一种有效手段可以调控茶品质，而led使用方便，便于推广应用。由此表明本发明提供的一种光调控茶叶茶氨酸含量的作用方法具有广阔的市场前景。
57.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。