环境条件对苦茶生长、生理及苦茶碱的影响

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170645
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
郑新强
依托单位：
浙江大学
学科分类：
C1611.经济林学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
赵东；吴世玲；董占波；陆建良；陈萍；马士成；徐燕；
关键词：
生理生境苦茶苦茶碱

项目摘要

苦茶碱具有消炎镇痛、镇静催眠、抗抑郁等拮抗咖啡碱的功效，但由于苦茶碱在茶叶中的含量甚微，对其研究尚处于起步阶段。苦茶是至今发现的唯一富含苦茶碱而低咖啡碱的植物，是深入研究苦茶碱的生理和药理活性和培育天然低咖啡碱的良好材料。而苦茶的原产地分布极其狭窄而偏僻，获得不易，可利用资源非常稀少。因此如何获得更多的苦茶碱及苦茶资源是急需解决的一个问题。.本项目拟研究不同环境条件苦茶的生长、生理及苦茶碱等次生代谢产物的积累情况及其化学机理，为苦茶的扩大栽培和苦茶碱的提供理论依据，并研究悬浮培养细胞或组织培养技术快速、大量获得苦茶碱的最佳培养参数，为开发苦茶及苦茶碱资源奠基科学基础。

结项摘要

对苦茶原生地进行考察，发现苦茶分布范围狭窄，仅分布在海拔1360米-1690米的向阳缓坡，郁闭度达50%以上，全年相对湿度75%以上。研究了不同地区、不同季节（温度、湿度、光照）、遮荫、紫外辐射等环境条件对苦茶中苦茶碱、咖啡碱、可可碱等嘌呤碱的积累情况，并分析了相关基因的表达变化。结果表明，嘌呤碱的含量受环境因素影响较大。随着海拔降低，苦茶碱、咖啡碱扥的含量逐渐降低，二者比例由原产地的379%降至344%。随着温度升高，咖啡碱、可可碱的含量稍有下降，而苦茶碱、茶多酚及儿茶素类物质的含量的却随温度增加而升高。遮荫处理后，茶树所处的微环境温度降低、光照减弱，儿茶素类含量明显降低，而咖啡碱、苦茶碱等含量均增加，但增加幅度不大。.随着温度升高、光照增强，苦茶芽叶中可可碱合成酶基因（KCTBS）与咖啡碱合成酶基因（TCS）等表达强度均逐渐降低，分别降低0%-38%、11-35%。对苦茶提取物中的N-甲基转移酶的底物特异性研究发现拟黄嘌呤、7-甲基黄嘌呤、可可碱和咖啡碱均可以作为苦茶碱合成酶的甲基供体，但所检测的酶活性较低，如N-甲基转移酶转化咖啡碱为苦茶碱的活性为0.16pkat mg-1。而遮荫处理后，茶叶所处的温度稍有降低、光照强度减弱，以上各基因的表达量也均有不同程度的增加。与季节变化趋势相一致。.用不同剂量和不同时间的紫外胁迫处理后，嘌呤碱、儿茶素类的积累量具有增加，但过量辐射会抑制，而叶片的内部结构逐渐被伤害。与苦茶碱合成相关的SAM、TCS、KCTTBS等合成酶基因表达增强，在强剂量长时间辐射后明显降低。可见，适当遮荫、降低光照或给予一定剂量的紫外辐射可以刺激苦茶碱合成相关酶基因的表达，有利于苦茶碱的积累。.组织培养获得愈伤组织的最佳外植体为茎段，诱导培养基为MS+0.4mg/L 6-BA+2mg/L 2,4-D。外源添加苦茶碱的前体合成物质咖啡碱、可可碱、拟黄嘌呤和7-甲基黄嘌呤等，可以有效提高组培苗体内的苦茶碱、咖啡碱含量。.此外，头孢噻肟钠和特美汀均可有效抑制发根农杆菌，但头孢噻肟钠和羧苄青霉素都显著降低了茶组培苗的丛生芽增殖率，且畸形苗率高；当特美汀质量浓度在400mg•L-1 以下时，对茶组培苗影响较小，具有作为茶树遗传转化体系中抑菌剂的潜力。.项目试试期间，培养博士研究生毕业1名，硕士研究生毕业2名。发表论文3篇，参加国际会议并发表论文2篇。