潮州野生茶树资源调查及其优势生物碱的研究.pdf

摘要

野生茶树种质资源是茶树科学研究与茶叶产业的重要基础。本研究从野生茶树种

质资源调查的角度入手，分析了潮州野生茶树成熟叶片的度量型和描述型形态特征，

测定了茶树鲜叶中茶多酚总量、游离氨基酸总量、儿茶素及嘌呤生物碱的组分与含量，

基于资源中单株所表现的特殊嘌呤生物碱模式，克隆并表达了可可碱合成酶的基因

CzCS1，以期充分发掘资源的科研价值和经济价值，并使野生茶树种质资源得到更多

的重视和更好的保护。具体结果如下：

（1）基于成熟叶片形态特征对潮州野生茶树进行聚类分析，在欧氏距离为14.5

时，共分为3个类群。类群间的主要差异在于叶片大小、叶齿深度、叶尖及叶缘。3

个类群的平均变异系数分别为13.45%、22.77%、24.48%，体现了潮州野生茶树丰富

的形态表现。

（2）从潮州野生茶树资源中发现了以可可碱为优势生物碱的资源14份，可可

碱含量在29.87-55.94mg/g，其优势儿茶素为GCG，含量在20.99-42.21mg/g，未检

测到EGC和ECG。这14份资源在生物碱及儿茶素特征上与毛叶茶较为相似，可能为

茶种近缘植物或天然杂交种；其余11份资源以咖啡碱为优势生物碱，其优势儿茶素

单体为EGCG，含量在43.54-96.89mg/g，可能为茶种。在特异生化成分种质资源方

面，发现高咖啡碱资源1份（含量为56.64mg/g），高可可碱资源5份（Tb50mg/g），

高EGCG资源1份（含量为96.86mg/g），高EGC资源2份（EGC30mg/g）。可为

相关茶树品种的选育提供基础。

（3）通过差异基因挖掘、序列比对、保守结构域和进化树分析，从潮州野生茶

树7号中挖掘出1个与嘌呤生物碱合成代谢途径相关的N-3甲基转移酶基因，命名为

CzCS1。CzCS1序列开放阅读框全长为1098bp，编码365个氨基酸。预测蛋白质分子

量为40936.88Da，属于亲水性蛋白。CzCS1序列与滇缅茶（CamelliairrawadiensisBarua）

可可碱合成酶ICS1一致度最高，达99.45%；与毛叶茶（CamelliaptilophyllaChang）

可可碱合成酶PCS1同源性最高，二者具有高度的亲缘关系。CzCS1与ICS1、PCS1

均具有Methyltransf_7结构域和MotifA、MotifB’、MotifC及YFFFregion。经大肠

杆菌表达系统验证，CzCS1重组蛋白具有催化7-甲基黄嘌呤核苷为可可碱的生物学功

能，CzCS1为编码可可碱合成酶的基因。

关键词：茶树种质资源；野生茶树；可可碱合成酶；原核表达

I

英文缩略词

英文缩写英文全称中文全称

AMPadenosine腺苷酸

IMPhypoxanthinenucleotide次黄嘌呤核苷酸

XMPxanthinenucleotide黄嘌呤核苷酸

XRxanthinenucleoside黄嘌呤核苷

7-MXR7-methylxanthinenucleoside7-甲基黄嘌呤核苷

7-MX7-methylxanthine7-甲基黄嘌呤

Tbtheobromine可可碱

Cfcaffeine咖啡碱

1,3,7-TmA1,3,7-trimethyluricacid1,3,7-三甲基尿酸

Tctheacrine苦茶碱

SAMS-adenosyl-L-methionineS--L-