陳明杰，杜正花，秦健恒，李若鈺，于朝夕，郭麗,3*

不同種質(zhì)茶籽脂質(zhì)代謝特征分析

陳明杰1，杜正花2，秦健恒1，李若鈺1，于朝夕1，郭麗2,3*

1.信陽師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院/河南省茶樹生物學(xué)重點實驗室，河南 信陽 464000；2.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江 杭州 310008

葉籽兩用茶樹種質(zhì)的研發(fā)利用對于茶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、茶園綜合效益提升具有特殊意義，因此深入研究現(xiàn)有茶樹種質(zhì)與茶籽相關(guān)性狀特征，可為葉籽兩用茶樹的遺傳育種提供基礎(chǔ)信息。從福建、云南和湖南采集了31份同年結(jié)實茶籽，對種仁的含油率和脂肪酸組成特征進行測定。結(jié)果表明，不同茶樹茶籽含油率存在2倍以上的差異；從茶籽油脂中檢測到10種脂肪酸組分，包括棕櫚酸、棕櫚油酸、順-11-十六碳烯酸、硬脂酸、油酸、順-11-十八碳烯酸、亞油酸、亞麻酸、二十烷酸和二十烯酸。油酸是茶籽中的主要脂肪酸，占脂肪酸總量的42.1%～59.2%；其次為亞油酸，占脂肪酸總量的18.9%～32.8%；飽和脂肪酸含量占15.9%～20.8%，以棕櫚酸為主。進一步分析各種質(zhì)的脂肪酸組成特征，發(fā)現(xiàn)茶籽中的FAD2和FAD3活力在種質(zhì)間存在較大差異。在此基礎(chǔ)上，探討了如何利用這些發(fā)現(xiàn)來選擇育種，以進一步改善茶籽的油脂性狀。

茶籽；含油率；脂肪酸；脂肪酸去飽和化酶

茶樹（）是傳統(tǒng)的葉用經(jīng)濟作物，新梢通常被用來加工成各種茶制品。據(jù)2019年統(tǒng)計，我國茶園種植面積293.33萬hm2，茶葉總產(chǎn)量260萬t。隨著全球茶葉市場供求關(guān)系的變化，國內(nèi)茶產(chǎn)業(yè)供大于求，導(dǎo)致茶葉價格低迷，經(jīng)濟效益下滑，影響了茶產(chǎn)業(yè)鏈參與者的利益和積極性[1]。另一方面，隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，我國食用油消費量持續(xù)增加，每年需進口大量油菜籽、大豆等來滿足食用油需求。據(jù)統(tǒng)計，我國大豆對外依存度已超過85%，并且進口渠道不多，主要依賴北美和南美的幾個大豆生產(chǎn)國，國際油料市場供應(yīng)波動對國內(nèi)食用油市場影響較大。于此同時，我國茶籽資源利用率較低。雖然茶籽平均年產(chǎn)量可達2?175?kg·hm-2[2]，但隨著無性系茶園的推廣，茶樹有性繁殖被扦插繁殖大規(guī)模替代，導(dǎo)致茶籽需求進一步萎縮，茶籽除少量用于繁殖或被混入油茶籽提取油脂外，大部分被遺棄[3]。因此開發(fā)利用葉籽兩用茶樹種質(zhì)資源，不僅可以促進我國茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，也有助于保障我國食用油的供應(yīng)穩(wěn)定。

目前葉籽兩用茶的發(fā)展思路是立足于現(xiàn)有茶園，通過減少種植密度和調(diào)整茶園管理來實現(xiàn)[4-5]。目前推廣的茶樹品種基本上是基于葉的生產(chǎn)性狀進行培育，較少考慮茶籽的農(nóng)藝和經(jīng)濟性狀。從長遠看，為了最大程度發(fā)揮茶樹種植的經(jīng)濟和社會效益，需要在育種環(huán)節(jié)有針對性地開發(fā)一系列在葉和茶籽兩個方面均表現(xiàn)優(yōu)異的新種質(zhì)。種仁含油率和油脂脂肪酸組成是決定作物油料產(chǎn)量和質(zhì)量的重要方面，也是葉籽兩用的茶樹育種中親本選配的重要指標(biāo)。由于復(fù)雜的人文、歷史、消費習(xí)慣，以及茶樹的環(huán)境適應(yīng)性差異等多方面因素，我國主要茶區(qū)茶樹品種繁多，既有國家級、省級優(yōu)良無性系良種，也有地方品種和群體種。多樣化的種植模式給當(dāng)前的葉籽兩用茶樹轉(zhuǎn)換帶來挑戰(zhàn)，同時也說明葉籽兩用茶樹的開發(fā)利用應(yīng)因地制宜，充分了解和利用現(xiàn)有的茶樹種質(zhì)資源。

現(xiàn)有研究表明，以葉用為主的茶樹茶籽與油茶籽的脂肪酸組成分布特征具有明顯差異，主要表現(xiàn)在油酸、亞油酸、亞麻酸含量及占比上[1,6-7]。-6和-3脂肪酸去飽和化酶是亞油酸、亞麻酸形成的關(guān)鍵酶[8]，但其在不同茶樹種質(zhì)中的差異尚不明晰?；诖?，本研究采集同年結(jié)實的31份茶籽，分析其含油率和脂肪酸組成，研究茶籽含油率的種質(zhì)間差異及脂肪酸的組成特征，查明脂肪酸去飽和化酶在不同種質(zhì)間的差異，旨在為葉籽兩用茶樹的選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

31份茶籽采摘于2016年，福建、湖南和云南的種質(zhì)分別有26、3份和2份（表1）。茶籽經(jīng)干燥脫殼后取出果仁，將來自同一品種的3個茶籽合并碾碎，作為1個生物學(xué)重復(fù)。每個品種設(shè)置3個生物學(xué)重復(fù)。碾碎后的茶籽采用真空冷凍干燥機干燥。

1.2 試驗方法

1.2.1 油脂衍生化處理

油脂的衍生化處理參考文獻[9]并略作修改。稱量10?mg茶籽粉末裝入8?mL螺口玻璃管中，加入1?mL 5%（/）硫酸-甲醇溶液、25?μL 0.2%（/）丁基化羥基甲苯、300?μL甲苯和75?μg十七烷酸甲酯作為內(nèi)標(biāo)，在95℃金屬浴加熱90?min后冷卻至室溫，加入1?mL 0.9%（/）氯化鈉溶液和3?mL正己烷，劇烈振蕩30～60?s，1?000離心10?min。將上層有機相轉(zhuǎn)移到干凈玻璃管中，下層水相用3?mL正己烷重復(fù)提取1次，合并有機相，氮氣吹干后加入1?mL正己烷溶解。

1.2.2 氣相色譜-質(zhì)譜和氣相色譜-離子火焰檢測器分析

氣相色譜-質(zhì)譜和氣相色譜-離子火焰檢測器分析采用Shimadzu的多維氣相色譜質(zhì)譜分析儀（MDGC/GCMS-2010）。毛細管柱采用RESTEK公司的RT-2560柱（0.25?mm×30?m×0.25?μm）。氦氣作為載氣，流速為1?mL·min-1，分流比為10∶1。進樣口和檢測器溫度分別設(shè)定為240℃和220℃。柱溫箱的起始溫度為150℃，以2℃·min-1的速度升溫到200℃，保持5?min。每份樣品分別用氣相色譜-質(zhì)譜和氣相色譜-離子火焰檢測器檢測，氣相色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)用來做脂肪酸定性分析，氣相色譜-離子火焰檢測器數(shù)據(jù)用來做脂肪酸定量分析。

表1 31個茶樹品種相關(guān)信息

1.2.3 茶籽含油率和脂肪酸組成分析

用離子火焰檢測器數(shù)據(jù)進行脂肪酸的定量分析，通過與內(nèi)標(biāo)的峰面積進行比對計算出各個脂肪酸的含量，公式如下：

脂肪酸甲酯質(zhì)量/μg=（脂肪酸甲酯峰面積÷內(nèi)標(biāo)峰面積）×75。

茶籽含油率計算公式：

茶籽含油率=（脂肪酸甲酯總質(zhì)量÷種子干重）×100%。

油脂的脂肪酸組成按照摩爾百分?jǐn)?shù)來進行計算。根據(jù)各個脂肪酸甲酯的質(zhì)量及其分子量計算出各個脂肪酸的摩爾數(shù)，從而得到樣品中脂肪酸甲酯的總摩爾數(shù)。各個脂肪酸的摩爾數(shù)占樣品總摩爾數(shù)的百分比即為該脂肪酸的摩爾百分?jǐn)?shù)。

1.2.4 茶籽中脂肪酸去飽和酶活力分析

為探討脂肪酸去飽和酶對茶籽不飽和脂肪酸形成的影響，脂肪酸去飽和酶2（Fatty acid desaturase 2，F(xiàn)AD2）的活力用油酸與亞油酸的比值表示，脂肪酸去飽和酶3（Fatty acid desaturase 3，F(xiàn)AD3）的活力用亞油酸與亞麻酸的比值表示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 茶籽油中脂肪酸總體特征

茶籽經(jīng)硫酸-甲醇法直接衍生化，利用GC-MS分析得到茶籽油脂的典型質(zhì)譜圖（圖1）。經(jīng)與美國標(biāo)準(zhǔn)研究所的化合物譜圖數(shù)據(jù)庫進行比對鑒定出茶籽中的脂肪酸種類。排除了內(nèi)標(biāo)十七烷酸（C17∶0）后，從茶籽油脂中檢測到10種脂肪酸，包括棕櫚酸（C16∶0）、棕櫚油酸（C16∶1Δ9）、順-11-十六碳烯酸（C16∶1Δ11）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1Δ9）、順-11-十八碳烯酸（C18∶1Δ11）、亞油酸（C18∶2）、亞麻酸（C18∶3）、二十烷酸（C20∶0）、二十烯酸（C20∶1）。根據(jù)譜圖峰高可以看出，棕櫚油酸、順-11-十六碳烯酸、二十烷酸和二十烯酸含量較少，茶籽油中主要的脂肪酸是棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸。在當(dāng)前分析條件下，油酸和順-11-十八碳烯酸流出峰部分重疊，以油酸為主。飽和脂肪酸包括棕櫚酸、硬脂酸和二十烷酸，含量為棕櫚酸＞硬脂酸＞二十烷酸；不飽和脂肪酸包括棕櫚油酸、順-11-十六碳烯酸、油酸、順-11-十八碳烯酸、亞油酸、亞麻酸和二十烯酸。根據(jù)脂肪酸中不飽和鍵數(shù)量，不飽和脂肪酸可分為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。茶籽中的單不飽和脂肪酸包括棕櫚油酸、順-11-十六碳烯酸、油酸、順-11-十八碳烯酸和二十烯酸，以油酸為主；多不飽和脂肪酸主要包括亞油酸和亞麻酸，亞油酸的含量高于亞麻酸。

2.2 不同茶樹種質(zhì)間茶籽含油率比較

茶籽含油率以單位茶籽種仁干重所含脂肪酸甲酯的質(zhì)量表示。31個茶樹種質(zhì)茶籽平均含油率為(31.8±0.9)%，與大茶、小茶、菜茶、老君嵋、水金龜茶籽間的含油率存在顯著差異（<0.05）。含油率前5位的種質(zhì)分別為奇蘭（44.7%）、白牡丹（37.9%）、矮腳烏龍（36.4%）、菜茶（36.3%）和鳧早2號（35.5%）；含油率靠后的5個種質(zhì)分別為老君嵋（28.2%）、安徽3號（27.8%）、水金龜（25.9%）、大茶（20.2%）和小茶（19.1%）（圖2-A）。飽和脂肪酸在這31個種質(zhì)中的含量為3.7%～8.9%，其中奇蘭茶籽的飽和脂肪酸含量最高，比最低的大茶高5.2%（圖2-B）。不飽和脂肪酸含量在31個種質(zhì)中含量為15.0%～35.8%，其中奇蘭茶籽的不飽和脂肪酸含量最高，比含量最低的小茶高20.8%（圖2-C）。單不飽和脂肪酸是不飽和脂肪酸的主體，在31個種質(zhì)中含量為11.3%～23.7%；多不飽和脂肪酸含量為3.7%～12.1%，小茶的單不飽和脂肪酸含量最低，比含量最高的奇蘭低12.4%，其多不飽和脂肪酸含量比奇蘭低8.3%（圖2-D、圖2-E）。由此可見，小茶和奇蘭茶籽含油率具有一定的特殊性。

2.3 不同茶樹種質(zhì)茶籽油脂的脂肪酸組成特征

2.3.1 脂肪酸主要成分相對含量及種質(zhì)間差異

將每個茶樹種質(zhì)茶籽油脂中檢測到的脂肪酸換算成摩爾百分?jǐn)?shù)來表示其相對豐度，結(jié)果如圖3所示。所有茶樹種質(zhì)茶籽中僅油酸、亞油酸和棕櫚酸含量超過10%，平均值分別是51.0%、25.5%和18.3%。油酸是各茶樹種質(zhì)茶籽中的主要脂肪酸成分，占脂肪酸總量的42.1%～59.2%。和其他油料相比，茶籽中油酸含量低于山核桃油（59%～75%）、油菜籽油（61%）、橄欖油（80%）和油茶油（78%～80%）[10-11]。31個茶樹中黃金茶2號茶籽的油酸含量最高，達59.2%；水金龜茶籽的油酸含量最低，為42%（圖3-A）。

圖1 茶籽油脂的總離子色譜圖

注：*表示該種質(zhì)茶籽含油率與均值存在顯著差異（<0.05）

Note: * indicates the significant difference of the total oil content between tea plant germplasm and their means (<0.05)

圖2 31個茶樹種質(zhì)茶籽含油率

Fig.2 The seed oil contents of the 31 tea germplasms

不同茶樹種質(zhì)茶籽中亞油酸含量僅次于油酸，占脂肪酸總量的18.9%～32.8%。黃棪的亞油酸含量最低，僅為18.9%；而水金龜茶籽的亞油酸含量最高，達32.8%。茶籽油脂中的亞油酸含量低于向日葵油（65%～75%）、玉米油（57%）和大豆油（52.2%），與花生油（31%）和油菜籽油（19%～26%）相近，但高于橄欖油（7.8%）和油茶油（8.3%）[10]。各個種質(zhì)間棕櫚酸含量變化幅度為15.9%～20.8%，小茶的棕櫚酸含量最低，為15.9%，較含量最高的鬼洞白雞冠低4.9%。不同茶樹種質(zhì)茶籽亞麻酸占脂肪酸總量的0.57%～1.0%，其中金鳳凰茶籽的亞麻酸含量最低，為0.57%，比含量最高的菜沖茶籽低0.43%。

圖3 31個茶樹種質(zhì)茶籽油脂脂肪酸組成

2.3.2 油酸、亞油酸和亞麻酸組成特征與FAD2和FAD3活力分析

油酸和亞油酸相對含量在各個種質(zhì)內(nèi)呈現(xiàn)出相反的變化趨勢，種質(zhì)中油酸含量高則亞油酸低，反之亦然（圖3-A）。這種現(xiàn)象說明控制油酸向亞油酸的轉(zhuǎn)化是決定二者在茶籽中含量的關(guān)鍵步驟。

31個種質(zhì)茶籽中油酸與亞油酸相對含量的比值為1.28～3.10（圖3-B），其中，水金龜最低，黃棪最高。油酸向亞油酸的轉(zhuǎn)化是由微粒體的FAD2蛋白催化完成[12]。油酸與亞油酸的比值可以反映FAD2的相對酶活力，比值越大，F(xiàn)AD2活力越低。油酸與亞油酸的比值排在前5位的是黃棪（3.1）、小茶（3.0）、黃金茶2號（3.0）、大茶（2.9）和軟枝烏龍（2.6），表明這5個種質(zhì)中FAD2酶活力較低。

不同種質(zhì)茶籽中亞油酸與亞麻酸含量的比值為19.2～43.2。在種子發(fā)育過程中亞油酸向亞麻酸的轉(zhuǎn)化由微粒體的FAD3催化完成[13]。亞油酸與亞麻酸的比值高低反映了茶樹種質(zhì)中FAD3的相對酶活力，比值越小則FAD3酶活力越高。31個茶樹種質(zhì)中大茶的亞油酸與亞麻酸含量比值最低，為19.2；而黃金茶1號的比值最高，為43.2。表明大茶的FAD3酶活力最高，黃金茶1號的FAD3酶活力最低（圖3-C）。

綜上所述，黃棪茶籽的亞油酸相對含量低于其他種質(zhì)，這與FAD2、FAD3的酶活力有關(guān)。

2.3.3 飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸分析

雖然供試的31個茶樹種質(zhì)茶籽油脂絕對含量變化幅度較大（圖2），但其中飽和脂肪酸占比僅在18.9%～24.4%。菜沖茶籽中飽和脂肪酸占比最低，為18.9%；鬼洞白雞冠的飽和脂肪酸占比最高，達24.4%；二者的不飽和脂肪酸占比呈現(xiàn)相反的規(guī)律（圖4-A），這導(dǎo)致不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值在3.1～4.3變動（圖4-B）。31個茶樹種質(zhì)茶籽油脂中單不飽和脂肪酸的占比為43.6%～59.9%，其中水金龜?shù)膯尾伙柡椭舅嵴急茸畹停瑸?3.6%；黃棪的單不飽和脂肪酸占比最高，達59.9%。31個茶樹種質(zhì)中多不飽和脂肪酸的占比為19.6%～33.8%，小茶的多不飽和脂肪酸占比最低，為19.6%；而水金龜?shù)亩嗖伙柡椭舅嵴急茸罡?，達33.8%（圖5-A）。單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸的比值為1.3～3.0，水金龜?shù)淖畹?，?.3；黃棪的最高，達3.0（圖5-B）。

2.3.4 18C與16C脂肪酸比值分析

茶籽油脂中的16C脂肪酸包括棕櫚酸（C16∶0）、棕櫚油酸（C16∶1Δ9）、順-11-十六碳烯酸（C16∶1Δ11）；而18C脂肪酸包括硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1Δ9）、順-11-十八碳烯酸（C18∶1Δ11）、亞油酸（C18∶2）、亞麻酸（C18∶3）。根據(jù)樣品中各個脂肪酸的摩爾百分?jǐn)?shù)可以計算出該樣品中16C和18C脂肪酸的摩爾百分?jǐn)?shù)，從而可以得出18C脂肪酸對16C脂肪酸的比值（圖6）。該比值大小近似反映了16C脂肪酸向18C脂肪酸的轉(zhuǎn)化能力，比值越大，說明更多16C脂肪酸被轉(zhuǎn)化成18C脂肪酸。18C與16C脂肪酸比值排前5位的種質(zhì)分別為小茶、菜沖、大茶、黃金茶2號和奇蘭，這說明在地方小種中存在一些有價值的變異。

3 討論

3.1 茶籽油脂的脂肪酸組成和含油率的種質(zhì)間特征

常玉璽等[1]分析了福建42份茶樹種質(zhì)資源的茶籽油脂脂肪酸相對含量；常亞麗等[7]分析了豫南地區(qū)42份茶樹種質(zhì)茶籽的含油率和脂肪酸組成。本研究分析了26份福建種質(zhì)以及3份湖南和2份云南的種質(zhì)，定量方法與以上研究略有差異，但各個脂肪酸相對含量的均值與上述結(jié)果較接近。這說明，不同年份茶籽在省內(nèi)范圍和跨省地域間，其油脂均表現(xiàn)出比較穩(wěn)定的脂肪酸組成。此外，本研究還測定了各個種質(zhì)的含油率，發(fā)現(xiàn)不同種質(zhì)茶籽含油率存在2倍以上差異（19.1%～44.7%），奇蘭的含油率高達44.7%，接近印度種茶籽的含油率[14]，高于豫南種質(zhì)中含油率最高的中黃1號（38.39%）[7]。油脂含量高的前5位的種質(zhì)依次為奇蘭、白牡丹、矮腳烏龍、菜茶和鳧早2號，這些種質(zhì)在葉籽兩用茶樹育種中可以優(yōu)先考慮作為雜交親本，以進一步提高后代茶籽的含油率。目前，茶樹種質(zhì)間含油率存在較大差異的原因尚待進一步研究。一般認(rèn)為小葉種茶樹茶籽含油率高于大葉種[3]，而本研究所用的31個種質(zhì)的葉型分類尚不清楚，且葉的大小受環(huán)境條件影響較大，因此還無法證實是否存在此種相關(guān)性。另外，結(jié)實率對種子含油率的影響尚不清楚，一般喬木茶樹種群的結(jié)實率較低。茶籽中主要成分為脂肪、淀粉和蛋白，其中淀粉含量僅次于脂肪，占20%左右；蛋白的含量占10%以上[15]。因此，茶樹種質(zhì)間茶籽含油率的差異很可能與茶籽發(fā)育過程中光合產(chǎn)物向這3種物質(zhì)分配的能力有關(guān)。了解茶籽發(fā)育過程中主要貯藏物質(zhì)的調(diào)控機理將有助于設(shè)計新的策略來降低光合產(chǎn)物向淀粉和蛋白的分配，從而提高茶籽的含油率。本研究發(fā)現(xiàn)的一系列高含油率種質(zhì)和低含油率種質(zhì)，將為進一步探索這一問題提供重要的遺傳材料。

3.2 茶籽中不飽和脂肪酸含量的調(diào)控途徑

隨著人們生活水平的提高和健康意識的增強，對食用油的品質(zhì)要求也越來越高。亞油酸和亞麻酸人體不能合成，必須從飲食中獲取，是公認(rèn)的必需脂肪酸。亞油酸是主要的-6多不飽和脂肪酸，而亞麻酸（-linolenic acid，ALA）是主要的-3多不飽和脂肪酸。此外，二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）也屬于人體需要的-3脂肪酸。常玉璽等[1]在迎春、悅茗香等5個種質(zhì)中檢測DHA含量在0.1%左右，由于其含量低且檢測困難，本研究忽略不計。此外，茶籽油中含有0.1%左右的花生酸，是人體合成前列腺素和白三烯的前體，人體可利用亞油酸合成花生酸，因此茶籽油中的微量花生酸不能提供足夠的營養(yǎng)價值。雖然人體能夠利用亞麻酸合成EPA和DHA，但合成能力非常有限，無法完全滿足機體需求而必須從食物中攝取，EPA和DHA的推薦攝取量為0.65?g·d-1[16]。這些長鏈多不飽和脂肪酸參與大腦發(fā)育和功能維持、視覺、免疫和炎癥反應(yīng)，以及合成激素樣分子等。-3脂肪酸有助于減少炎癥，而大多數(shù)-6脂肪酸易促進炎癥發(fā)生，過高的-6脂肪酸會抑制亞麻酸轉(zhuǎn)化成DHA，因此-6脂肪酸與-3脂肪酸推薦攝取比例為2.3∶1[17]。

圖4 31個茶樹種質(zhì)茶籽油脂飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的組成

圖5 31個茶樹種質(zhì)茶籽油脂單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸的組成

圖6 31個茶樹種質(zhì)中茶籽18C脂肪酸與16C脂肪酸的比值

31個種質(zhì)中亞油酸與亞麻酸的比值高于推薦值8～19倍，從提高茶籽油脂品質(zhì)的角度看，在將來葉籽兩用茶樹育種中需要降低茶籽中亞油酸的含量。有兩個可能的實現(xiàn)途徑：第一，促進亞油酸向亞麻酸的轉(zhuǎn)化。這在降低亞油酸含量的同時提高亞麻酸的含量，從而降低二者比例。因此，在葉籽兩用茶樹遺傳育種中應(yīng)該優(yōu)先選用FAD3活力高的種質(zhì)，F(xiàn)AD3活力排名前5位的分別為大茶、菜沖、黃棪、毛蟹和白牡丹。茶樹中有3個FAD3同源基因，分別由TEA014072、TEA017122和TEA000441編碼，應(yīng)進一步確定這3個FAD3同源基因的組織表達特異性，特別是它們在茶籽發(fā)育過程中的時空表達模式，從而明確哪些FAD3直接參與茶籽亞油酸和亞麻酸含量調(diào)節(jié)，進一步開發(fā)成分子標(biāo)記用于茶樹育種。第二，降低油酸向亞油酸的轉(zhuǎn)化。選用FAD2活性低的種質(zhì)可以在降低茶籽亞油酸含量的同時增加油酸的含量。茶樹中有2個FAD2同源基因，分別由TEA016089和TEA025470編碼。31個種質(zhì)中FAD2活性低的5個種質(zhì)為黃棪、小茶、黃金茶2號、大茶和軟枝烏龍，可優(yōu)先考慮作為葉籽兩用茶樹育種的雜交親本。

茶籽油脂中飽和脂肪酸含量較高，尤其是棕櫚酸，過量食用會增加罹患心血管疾病的風(fēng)險。降低茶籽油脂棕櫚酸的一個可能途徑是通過增強棕櫚酸向硬脂酸的轉(zhuǎn)化，一旦形成硬脂酸，硬脂酸會在脂去飽和化酶的作用下進一步轉(zhuǎn)化成其他不飽和脂肪酸。因此，選用18C脂肪酸與16C脂肪酸比值高的種質(zhì)作為雜交親本更有可能培育出低棕櫚酸的后代，候選種質(zhì)包括小茶、菜沖、大茶、黃金茶2號和奇蘭。

選擇具有目標(biāo)性狀的種質(zhì)作為雜交親本能有效提高雜交育種的成功率，縮短育種周期。本研究對31個種質(zhì)的油脂性狀進行了詳細的分析，為將來茶樹雜交育種的親本選擇提供有價值的基礎(chǔ)信息。單位面積茶園產(chǎn)油量是葉籽兩用茶樹的一個重要經(jīng)濟指標(biāo)。除了種仁含油率之外，果實大小、坐果率和出籽率是決定產(chǎn)果量和產(chǎn)油量的關(guān)鍵指標(biāo)，而這些指標(biāo)在本研究中尚未涉及，需要進一步調(diào)查以最終確定其在葉籽兩用茶樹育種中的價值。從改善茶籽脂肪酸組成的角度看，本研究發(fā)現(xiàn)黃棪同時具有低FAD2和高FAD3活性，是理想的雜交親本。也可通過多輪雜交的策略，分步將不同種質(zhì)的優(yōu)異性狀基因整合到一起。

3.3 茶樹新梢適制性影響葉果的生長和經(jīng)濟性狀的平衡

葉籽兩用茶樹品種主要利用的器官是葉。每年6月份茶樹花芽開始分化，9—12月份開花，完成受精作用后停止生長，翌年4月份果實中脂肪開始累積，6月份后積累速度加快，10月份種子成熟，因此葉和茶果之間對光合產(chǎn)物的競爭很大程度上取決于鮮葉采摘時間。名優(yōu)綠茶鮮葉采摘大部分集中在4—5月份，此時茶果的營養(yǎng)積累剛剛開始，對葉的產(chǎn)量影響較小。而對于采摘成熟芽葉的茶類如黑茶和烏龍茶，特別是在秋季，葉和茶果之間會產(chǎn)生一定競爭，這也是葉籽兩用茶樹培育中需要考慮的因素。

3.4 茶籽的綜合利用與其組成的關(guān)系

茶籽的主要組分有脂肪、淀粉、粗蛋白和茶皂素等[3,10]。種子的油脂含量和蛋白含量一般呈負相關(guān)，目前茶籽脂肪含量與茶皂素含量之間的關(guān)系還不清楚。本研究重點關(guān)注了茶籽的脂肪，下一步需要進一步明確這些組分在不同種質(zhì)中的分布及其內(nèi)在關(guān)系。在葉籽兩用茶樹育種中除了油脂外，還需要考慮茶籽的主要終端用途，從而培育出多樣化的茶樹種質(zhì)來滿足各種下游產(chǎn)業(yè)鏈的需求。

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Analysis of Characteristics of Lipid Metabolism of Different Germplasm Tea Seeds

CHEN Mingjie1, DU Zhenghua2, QIN Jianheng1, LI Ruoyu1, YU Zhaoxi1, GUO Li2,3*

1.College of Life Sciences,Henan Key Laboratory of Tea Plant Biology, Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China; 2.College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 3.Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China

The development of dual-purpose tea resource is especially important for the structural adjustment and efficiency improvement of tea industry.Thus, it is essential to comprehensively characterize the seed-related traits from current available tea germplasms, which can be used to guide dual-purpose tea genetic improvement.In this study, tea seeds of the same year were collected from 31 germplasms grown in Fujian, Yunnan, and Hunan, seed oil contents and compositions were analyzed.We found that there were more than two-fold variations in seed oil content.Ten different fatty acids were detected from tea seed oil, including palmitic acid, palmitoleic acid, 11()-hexadecenoic acid, stearic acid, oleic acid, 11()-octadecenoic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidic acid, and eicosanoid acid.Oleic acid was the dominant component of tea seed oil, which accounted for 42.1%-59.2% of the total fatty acids, followed by linoleic acid (18.9%-32.8%).Saturated fatty acid accounted for 15.9%-20.8% of the total fatty acids, with palmitic acid as the dominant component.Feature analysis of fatty acid composition indicates that there were large variations of the FAD2 and FAD3 activities among these germplasms.Based on these findings, the methods to select parent lines for dual-purpose tea breeding were discussed.

tea seeds, oil content, fatty acid, fatty acid desaturase

S571；S326

A

1000-369X(2021)03-350-11

2021-01-18

2021-03-07

國家自然科學(xué)基金（31870803）

陳明杰，男，博士，主要從事植物脂類代謝和脂去飽和化酶研究，mjchen@xynu.edu.cn。*通信作者：fl0206@126.com

（責(zé)任編輯：黃晨）