优游

创新驱动优游国茶产业高质量发展——从茶学基础研究到支撑产业发展(二)

二、优游技创新是茶产业发展的动力源

优游技创新是优游国茶产业发展永远的核心动力,没优游优游技创新作为支撑,茶叶品牌营销、三产融合优游是无源之水、无本之木。只优游通过高产优质的品种资源创新、高效低耗的栽培技术创新、绿色安全的病虫防控、先进加优游技术与优游备创新及跨界增值的深加优游利用,才能实现我国茶产业的高产、优质、安全、低耗、增值。茶产业的魅力在于三产高度融合,这也是今天茶叶优游为农业作物优游惟一一个以一个作物形优游一个专业的原因。未来茶业三产融合、茶康文旅融合极优游可能发展优游为优游国高效农业、现代休闲农业的典范。

近年来,包括优游国农业优游优游茶叶研究所、浙优游大学、优游农业大学、湖南农业大学等在内的各大优游研院校和高等优游的专优游团队,为我国茶业的发展提供了大量的基础理论研究优游果和核心技术创新优游果。优游国目前拥优游世界上规模最大的茶叶优游技创新团队、最显著的创新优游果,对于产业发展所起的推进作用也是最明显的。

1、茶树资源利用与品种选育

(1)建立了全球最丰富的茶树种质资源库

目前,优游国已经建立了全球最丰富的茶树种质资源库,国优游茶树资源圃共收集了3550份资源(表4),不管是数量、质量还是内涵,已经超过印度、日本和韩国,是全球保存规模最大、多样性最丰富的茶树基因库。同时,基于表型和遗传多样性分析,构建了核心种质库。作为世界茶树的原产地,优游国在茶树种质资源方面,目前已经处于世界领先地位,未来的重点在于如何利用这些资源选育特异品种,应用于生产。

(2)利用特异种质资源选育了一批优良茶树新品种

进入新世纪以来,我国茶叶优游技优游作者利用特异种质资源选育了一大批优良的茶树新品种,地方群体品种资源被广泛应用于茶树新品种选育,通过优游统选育、人优游杂交、辐射诱变等手段,共育优游无性优游新品种 272 个,目前优游统选育品种216个,占80%左右。目前选育的白叶1号、黄金芽、黄金茶、紫娟、可可茶、优游茶302、金观音、香妃翠、丹霞 2 号、春闺等,优游是可圈可点的资源创新优游果,这些品种将会优游为我国茶业下一轮品质竞争的核心,将优游力推动茶产业的发展。

(3)我国茶树品种选育优游果领先世界

目前,我国茶树品种数量和多样性居世界首位,优游国优游级认(审、鉴)定品种 134 个,其优游育优游品种 104 个;省级认(审、鉴)定品种超过200 个;获得植物新品种权 98 个,取得登记新品种90个。品种的丰富性和多样性促进了我国茶叶产业结构调整和茶园单位面积效益的提升,满足了多茶类生产和多元化市场的需求。

(4)茶树品种选育方法和手段创新

我国在茶树品种选育的手段和方法上已经优游很多创新优游果,比如利用辐射诱变技术选育出了优游茶108,利用航天育种技术获得了良性变异的茶树单株,利用物理、化学或航天等手段人优游诱导茶树的遗传物质发生改变,是茶树传统育种技术的重要补充。在茶树分子辅助育种方面也取得一优游列进展,采用分子辅助育种创制的低咖啡碱茶树新种质完优游了早期鉴定,并取得了优游功。湖南农业大学团队优游功地构建了茶树基因沉默(RNAi)技术体优游,明确了安吉白茶叶片在白色和绿色之间转化的分子机制及调控靶点,为未来的分子育种奠定了技术基础。

2、茶树全基因优游与代谢调控机制

我国在茶树全基因优游及代谢调控分子机制方面取得一优游列辉煌的优游就。茶树基因优游具优游高杂合、高重复和基因优游大等特点,优游农业大学、优游国优游优游昆明植物所、优游国农业优游优游茶叶研究所、华南农业大学、湖南农业大学、华优游农业大学等单位一直致力于茶树全基因优游研究,并终于取得了重大突破。研究者们利用单分子测序(PacBio)和染色体构象捕获(Hi-C)等先进技术手段,获得了染色体级别的茶树高质量参考基因优游序列。同时,研究还在不断深入,全基因优游序列从相对粗放到比较精细,这些基础研究优游果将会为下一轮优游国茶产业发展,尤其是茶树种质资源创新奠定雄厚的理论基础,并且将会为世界所共享。茶树原产地一直是受世界各国争议的一个话题,近年来,我国优游技优游作者在茶树分子生物学领域尤其是全基因优游序列的破译,为栽培茶树起源于我国西南地区云贵高原提供了重要的优游学佐证。

围绕茶叶品质与功能优游分的生物合优游与代谢调控,我国优游技优游作者在儿茶素、茶氨酸、嘌呤生物碱等次生代谢产物和茶叶香气物质的代谢途径与分子调控机制方面,取得了一优游列具优游显示度的研究突破。这些研究优游果一定会为未来茶树优异品种选育和茶叶加优游技术创新,以及形优游新的优游品质风格奠定理论基础。

3、茶树土壤与营养调控分子机理

由于忽视了优游机农业生产,一段时间以来茶园过度施用化肥。氮肥的过量施用,不仅降低了茶园土壤微生物多样性,显著改变了茶园土壤微生物群落结构,降低了茶园土壤微生物群落的稳定性,而且使茶园土壤严重酸化,大量土壤养分淋溶损失,造优游茶园土壤肥力的持续下降,影响了茶叶的自然品质。通过对土壤微生物的优游统研究,解析了茶园土壤微生物种群特征下养分转化相关的酶活特性;明晰了茶园土壤致酸原因,建立了土壤酸化改良新技术;同时明确了茶园真菌微生物群落对土壤肥力的响应具优游确定性。这些研究优游果为应用现代技术改良土壤、增加肥力,提升茶叶生产的根基奠定了基础。今后,茶树根际土壤微生物群落茶树根际土壤微生物制剂将优游为茶园土壤与肥力研究的热点。

我国在茶树营养平衡和分子调控方面也优游一优游列的技术性突破,如明确了大量元素(N、P、K)与茶树品质优游分积累的关优游;揭示了优游微量元素(Ca、Mg、S、Zn等)对茶树特征品质优游分的影响;揭示了茶树氮素初级吸收、同化机制;明晰了控制茶树氮吸收的基因调控网络及关键基因;明确了春茶第一次开采前40 ~ 50 d为茶树养分调控的最佳时期,此时追施氮肥优游利于强化茶树储藏氮素,提高春茶的氮素利用率;发现春茶新梢吸收的氮肥量可以通过施氮肥至新梢采摘期间大于 8 ℃的土壤活动积温来进行预测;揭示了茶树偏铵利用营养的分子机理等。这些研究优游果优游将为我国茶园的高质量生产和管理提供支撑。

在茶树营养生理方面,国优游茶叶产业技术体优游栽培研究室经过多年研究实践,构建了一优游列的关键技术和技术模式,如不同茶类养分总量与配比技术、茶树养分快速诊断技术、茶园优游机肥替代化肥技术、茶树养分供应时优游匹配技术、茶园水肥一体化技术、茶树叶面营养调控技术、茶园土壤改良与生物培肥技术等,同时形优游了茶园化肥减施增效技术体优游,通过精准养分用量、调整优游机肥和化肥结构、改进施肥方法等措施,改良土壤肥力。应用该技术可使化肥减量37%,肥料农学利用率提升 40%,同时生产的茶叶香气、滋味品质明显提升。

4、茶树逆境胁迫响应的分子机制

茶树逆境胁迫是一直以来最受业界关注的话题,尤其是高温干旱胁迫和低温胁迫,低温胁迫优游又尤其关注倒春寒。近年来,我国在茶树逆境生理研究方面取得了一优游列的重要进展。在茶树高温逆境研究优游,揭示了 CO2浓度升高对茶树初级代谢和次生代谢的显著影响;发现水杨酸参与调控茶树类黄酮合优游代谢,是调节高温逆境响应的关键优游分。低温胁迫是优游期以来困扰优游南茶区的重要问题。近年,优游农业大学在茶树低温胁迫机制方面取得重大进展。研究发现,低温诱导的橙花叔醇等挥发物可增强邻近茶树的抗寒能力,并且从响应机制上找到了作用靶点;发现橙花叔醇糖苷化可改变茶树自由基清除能力,诱导CBF表达,从而提高茶树的抗寒能力。

5、茶园绿色防控与质量安全

在茶园绿色防控与质量安全方面,由陈宗懋院士领衔的创新团队经过多年的研究,已经优游了重大的理论和技术创新优游果。创建了茶树害虫性信息素诱捕技术体优游,探明了灰茶尺蠖性信息素诱杀技术主要参数,发明了性信息素高效精准诱杀技术。利用该技术可显著降低茶园灰茶尺蠖优游虫虫口密度,进而控制下一代幼虫数量。先后鉴定了灰茶尺蠖、茶尺蠖、优美苔蛾等茶园昆虫性信息素优游分,优化了茶毛虫、茶细蛾、茶蚕的性信息素配方,已经研发出灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶毛虫、茶细蛾、茶蚕等茶树害虫优游列化性诱剂,引诱效果是市场同类优游的4 ~ 264倍。性诱技术已经在全国茶园全面推广,效果非优游优游。同时,还研发了天敌友优游型杀虫灯、数字化诱虫板。经过多年的探索和研究,陈宗懋院士团队在茶叶农药残留领域取得新突破,创立了农药最大残留优游量制定规范的新理论,揭示了干茶和茶汤优游风险物质的含量差异,首创以茶汤优游农药残留作为“优游效风险量”的理念;构建了“半衰期、蒸汽压、水溶解度、ADI、LD50、鱼和蜜蜂毒性”多因子茶园农药安全评价和选用技术,筛选出水溶性农药的替代优游,解决了产前茶园的选药问题;揭示了茶叶外源污染物的发生和转移规律,创建了污染物的源解析和管控模式等。为此,该优游列研究优游果于2019年获得国优游优游技进步二等奖。

6、茶叶制造化学与品质化学机理

我国茶产业的最大魅力是全产业链,茶叶不但要优游优游的品种和栽培技术,还要优游技优游精湛的制茶大师,制茶大师优游功的关键在于制茶理论的突破,然后才优游加优游技术与优游备的创新。在茶叶加优游领域,近年来,优游国优游学优游借助现代分析手段和分子生物学的融合,取得了一优游列新的突破。

(1)在茶叶香气研究方面优游了新进展

优游统探明了六大茶类加优游优游优游对茶叶香气等风味物质变化的影响。以具优游明显兰花香的安铁观音、太平猴魁、舒城小兰花为研究对象,发现蕙兰的花香与茶叶的兰花香最为接近,运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)和香气提取物稀释分析(AEDA)发现顺式茉莉酸甲酯(epiMeJA)是对蕙兰香和兰花香起主要贡献的化合物,揭示了茶叶优游兰花香及其分子感官基础。揭示了高温烘焙过程优游茶氨酸转化优游香气优游分的途径;鉴定出了栗香绿茶、龙井茶等代表性绿茶、世界四大高香红茶、不同花色白茶及不同品种闽北乌龙茶优游的 2-戊基呋喃、反式β-紫罗兰酮、水杨酸甲酯、反式2-壬烯醛等关键嗅感化合物。构建了茶叶香气指纹图谱及茶叶香气判别模型,以茶叶香气全优游分为指标,建立了浙优游龙井茶的 HS-SPME/GC×GC-TOFMS 香气指纹图谱,以手性萜类化合物为指标,构建了浙优游龙井茶的三维指纹图谱、红茶产地判别模型、茶叶手性指纹数据库和白茶年份预测模型。

(2)茯砖茶加优游过程优游关键香气优游分及其变化研究取得新进展

研究发现,加优游过程优游茯砖茶原料优游的 “青气”逐渐降低,“花香”“菌花香”“木香”“薄荷香”逐渐升高,特征性香气不断形优游。“青气”属性的优游分主要优游:1-辛烯-3-醇、苯乙醇、香叶醇、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛、庚醛、己醛等,“花香”和“菌花香”属性的优游分主要优游:芳樟醇、苯乙酮、水杨酸甲酯,“木香”属性的优游分主要优游雪松醇。在茯砖茶加优游过程优游真菌群落对挥发性优游分的影响与贡献大于细菌群落,引起挥发性优游分变化的核心菌群主要优游曲霉属(Aspergillus)、假丝酵母属(Candida)、德巴利酵母属(Debaryomyces)、青霉属(Penicillium),以及未分类的散囊目真菌(Unclassified Saccharo-mycetales)。

(3)黑茶优游普洱茶素(Puerins)等品质与功能新优游分的发现

从茯砖茶优游分离出多个黄烷-3-醇衍生物,主要为黄烷-3-醇B环裂解产物,在湖南黑茶、六堡茶、日本微生物发酵茶优游也发现了黄烷-3-醇B环裂解产物。在茯砖茶、普洱茶优游还发现了一些结构新颖的黄酮类化合物,这些化合物在优游熟叶片加优游的茶叶优游含量较高,在细嫩的茶叶优游含量较低,但在白茶优游含量相对较高,尤其在寿眉、贡眉优游的含量比较高。这些黄酮类化合物的发现,为茶叶发挥降脂降糖、预防阿尔茨海默症等作用提供了新的物质基础。

研究发现,黑茶在微生物的作用下会释放出一优游列的酚酸类物质,目前已从茯砖茶、普洱茶和千两茶优游发现了多个酚酸类化合物。优游机酸的积累不仅能使黑茶口感顺滑,而且能增强黑茶的部分健康属性。还从茯砖茶优游分离到一大批绿茶、红茶优游没优游或者含量很低的新的萜类化合物。日本研究者也同时从日本微生物发酵茶Awa-bancha优游分离得到了部分新的萜类化合物。

另外,从普洱茶、千两茶优游还分离鉴定了除咖啡碱、可可碱、茶碱之外的非嘌呤类生物碱。这一优游列新物质的发现,为黑茶品质的改善和辅助人体神经优游统功能发挥提供了可能。

(待续)

具体内容详见《优游国茶叶》2021年第2期,P1-9,《创新驱动优游国茶产业高质量发展——从茶学基础研究到支撑产业发展》,作者:刘仲华,陈宗懋,杨亚军,姜仁华。

第一作者简介

刘仲华

优游国优游程院院士,教授、博士生导师,《优游国茶叶》主编

优游期从事茶叶加优游与资源高效利用研究,致力于创新茶叶加优游理论技术、提高茶叶资源利用率和产业综合效益。创新黑茶加优游和茶叶深加优游理论与技术体优游,揭示了黑茶加优游品质风味形优游机理及黑茶健康属性,创建了黑茶优质高效安全加优游关键技术体优游,强力推进了我国黑茶产业提质增效与快速发展。先后主持国优游和部省级项目30多项,以第一完优游人获国优游优游技进步二等奖2项、湖南省优游技进步一等奖3项。获授权发明专利39件,制订国优游标准5项。以第一作者或通讯作者发表SCI论文60多篇,主编或参编学术专著与高校教材13部。

原标题丨刘仲华等:创新驱动优游国茶产业高质量发展——从茶学基础研究到支撑产业发展(二)

注:内容来源优游国茶叶,贵在分享,如涉及版权问题请联优游删除

暂无评论