质子泵在不同氮素形态调控茶树磷素吸收的功能研究

磷是植物生长发育的重要矿质营养元素之一,不同氮素形态均影响植物对磷素的吸收。植物细胞膜H⁺-ATPase在矿质营养元素吸收过程中具有重要调控作用,因此不同氮素形态调控茶树磷素吸收可能与细胞膜H⁺-ATPase相关。本研究采用二相分离法提取茶树根系质膜,并通过非损伤微测（NMT）、Western-blot等技术探究不同氮素形态对舒茶早根系磷素吸收和细胞膜H⁺-ATPase特征参数的影响。结果表明,铵态氮提高茶树对磷素的吸收;其茶树根系细胞膜电位、H⁺跨膜运输、H⁺-ATPase活性和蛋白表达均高于硝态氮处理;且细胞膜H⁺-ATPase专一抑制剂正钒酸钠（Na₃VO₄）显著减少不同氮素形态下茶树根系对磷素的吸收和富集。由此可见,茶树根系H⁺-ATPase可能参与不同氮素形态调控磷素的吸收。     

茶树对氟的吸收动力学特性研究

采用水培方法研究不同氟处理水平和处理时间下,茶树对溶液氟离子的吸收动力学特性及茶树生长对溶液氟的反应.结果表明:茶树对氟的耐受性与品种有关.低氟(＜50 mg/L)能够促进茶树生物量的积累和根系的生长,但高氟(≥50 mg/L)不利于茶树的生长;1mg/L氟处理下,茎和叶中氟含量与处理时间呈线性正相关(R茎2=0.9164,R叶2=0.9706),根中氟含量变化不显著;10 mg/L氟处理下,根、茎和叶氟含量与处理时间均呈线性正相关,并于32 d达到最大值.低氟下(0.1～10 mg/L),茶树根系吸收溶液氟符合Michalis-Menten动力学模型,说明茶树根系吸收氟可能存在一个主动的过程;高氟下(50～100 mg/L),表现出被动吸收的过程,根系和茎氟含量迅速上升,叶在50 mg/L氟处理下达到饱和状态.茶树根系氟吸收短动力学曲线具有二型性,即开始是快速的吸收随后是缓慢的饱和吸收,这可能与根细胞壁吸附氟离子和氟离子跨根细胞膜运输有关.茶树氟的吸收速率与转运速率均与氟处理浓度呈线性正相关.     

茶树吸收富集氟的机制研究进展

茶树有聚氟特性,通常氟含量比其他植物高出几十倍,也不会表现受害症状。本文主要阐述了茶树吸收富集氟的特点,氟对茶树的生理影响及茶树吸收、富集氟机制的主要研究成果,并对茶树吸收富集氟的后续研究提出一些思考。     

国家标准和农业行业标准对茶叶中氟含量的测定方法的比较

正氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟有益于人体骨骼和牙齿的发育,应用氟化物防龋齿被认为是目前最广泛最有效的手段。茶树是富集氟的植物,叶片是茶树对氟的主要积累器官,因此通过饮茶可以补充一定量的氟以保证人体的健康,但是人体过量摄入氟也会引起氟中毒。有研究表明,我     

茶树果胶乙酰酯酶家族成员的鉴定和生物信息学分析

茶树是氟的超富集植物,叶片高氟含量与人体健康密切相关。果胶乙酰酯酶（PAE）可能通过调控果胶的去乙酰化作用参与茶树叶片对氟的富集和解毒,然而目前并无茶树PAEs的相关报道。本研究以茶树舒茶早基因组和三代测序数据为基础,利用生物信息学的方法开展了PAEs的鉴定及其特性、进化和定位分析。结果表明,在茶树中,PAE家族有12个蛋白,属于PAE5、PAE8、PAE9、PAE10、PAE12等5个成员,具有CLDG、PxYH、GGGWC、GS、NWN、rYCDG、GCSAG、NaAYDSWQ、HCQ等9个保守基序;在进化关系上,茶树PAEs与葡萄、可可亲缘关系较近;12个CsPAEs氨基酸大小为326~515,分子量为36.7~56.9βkDa,等电点为5.1~8.9;除CsPAE5、CsPAE5-1定位线粒体,CsPAE10-1可能定位胞质外,其他9个CsPAEs定位细胞壁;CsPAE5、CsPAE5-1、CsPAE12和CsPAE12-1为跨膜蛋白。此研究结果将为解析PAE在茶树叶片氟富集和解毒过程中的功能奠定基础。     

茶叶中氟的浸出量与人体氟摄入量的关系

茶树是一种富集氟的植物,其叶片含氟量可高达n×10~2μg/,因此,通过饮茶摄入适量的氟是饮茶卫生的重要的一个方面。为此,我们研究了茶汤中茶叶氟的浸出量与茶叶冲泡时间以及与茶叶冲泡次数的关系。结果表明,茶叶氟的浸出量与茶叶冲泡时间之间呈显著的对数函数曲线相关,相关方程y=27.0+25.1logx;与茶叶冲泡次数之间呈显著的指数函数曲线相关,相关方程y=5.02e~(1.969)x~(-1)。     

茶树富集氟的特点及其机制的研究进展

茶树是一种超累积氟的植物,其体内的氟含量远远高于其他植物,却不表现氟中毒症状。氟不是茶树生长的必需元素,但在高氟胁迫下,氟可通过破坏茶树的细胞结构、抑制酶活性等影响其正常生长。通过阐述茶树吸收、富集氟及其累积/解毒机制等方面的研究进展,以期为未来研究茶树氟累积和降氟技术提供理论依据。     

茶树吸收氟的根际效应及富集机理研究进展

阐述了近年来有关茶树吸收氟后根际pH、微生物、离子和有机质等的根际效应及富集机制的主要研究进展,并对当前茶树超积累氟研究中的不足之处和需要进一步研究的方向进行了探讨。     

铝诱导的茶树根系转录组变化分析

探讨茶树响应铝（Aluminum,Al）的基因调控网络和表达模式,确定一些关键候选基因,为茶树耐Al分子机制研究奠定基础。测定了0、0.2、1、2、4βmmol·L^-1 5个Al³⁺浓度处理7βd的福鼎大白茶根系抗氧化酶活性和Al含量变化,并提取0βmmol·L^-1（R0）、1βmmol·L^-1（R1）和4βmmol·L^-1（R4）3个浓度下的茶树根系总RNA,通过Illumina Hiseq Xten平台进行高通量转录组测序。结果表明,随着Al³⁺浓度的升高,根系POD（Peroxidase,过氧化物酶）活性逐渐下降,APX（Ascorbic acid peroxidase,抗坏血酸过氧化物酶）活性则逐渐升高。SOD（Superoxide dismutase,超氧化物歧化酶）活性在Al³⁺浓度为1βmmol·L^-1时最高,CAT（Catalase,过氧化氢酶）活性在各处理间无显著差异。根系中Al含量随着Al³⁺浓度的升高呈先上升后下降趋势,在Al³⁺浓度为1βmmol·L^-1时达到最高。经筛选得到R1 VS R0,R4 VS R0,R4 VS R1的DEGs（Differentially expressed genes）分别为1β894、2β439个和1β384个,显著上调（下调）的差异表达基因分别有733（1β161）、846（1β593）个和628（756）个。GO富集分析表明,3个处理组在生物学途径中富集最多的类别均为刺激响应。在分子功能和细胞组件方面,R1 VS R0和R4 VS R0富集最多的类别均为核酸结合转录因子活性和细胞外围,R4 VS R1富集最多的类别为氧化还原酶活性相关基因和膜区域。KEGG富集分析表明,R1 VS R0、R4 VS R0、R4 VS R1分别显著富集了29、41条和19条Pathway,它们包括转录因子、转运蛋白、植物-病原菌互作、苯丙烷生物合成途径等,鉴定到多个参与调控活性氧代谢、有机酸或金属转运蛋白、转录因子及细胞壁结构修饰等生理过程的基因在Al诱导后上调或抑制表达,显示这些基因与茶树耐Al分子机制密切相关。     

茶叶氟研究进展:累积特性、含量及安全性评价

综述了茶园土壤氟、茶树氟吸收累积特性及茶叶氟安全性评价等方面的主要研究进展,包括土壤氟含量水平及变化规律、茶树品种间氟吸收差异、pH、铝、钙和环境条件等对茶树氟吸收的的影响、主要茶类氟含量现状、释放态势及与人体健康关系等方面。     

不同氮素形态、pH对茶树元素吸收及有机酸含量影响

以茶树龙井43为材料,利用营养液水培试验研究了不同氮素形态、pH对茶树体内阴阳离子和有机酸的影响,初步明确茶树养分吸收与氮素形态及pH的关系。结果表明,与NO_3^--N处理相比,NH_4^+-N处理提高-的含量以及根中N、SO_4^2-含量,但是NH_4^+-N处理降低了茶树对Ca、Mg、B、Mn、Zn的吸收,也减少了成熟叶中SO_4^2-、根中H_2PO_4^-的累积量。与其他处理相比,NO_3^--N处理提高了成熟叶中苹果酸、草酸、柠檬酸浓度。茶树对养分的吸收、积累也与介质pH有关,尤其是pH与氮素互作时。在NO_3^--N处理下,pH 6.0显著提高了茶树对B、Mn、Zn的吸收和根中K、Ca、Mg浓度。茶树中有机酸含量受pH影响较大,与pH 4.0和pH 5.0相比,pH 6.0提高了茶树成熟叶中苹果酸、柠檬酸、草酸浓度以及根中草酸浓度。茶树对养分的吸收、积累与自身体内有机酸浓度有较好的相关性,茶树中全氮含量与柠檬酸、草酸浓度具有显著负相关性,而阳离子Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺含量与柠檬酸、草酸浓度具有显著正相关性。     

茶树CsMGTs基因的克隆及其镁转运功能分析

镁离子（Mg²⁺）作为叶绿素的中心成分,是植物细胞中含量最丰富的二价阳离子,也是多种酶的激活剂,特别是茶氨酸合成酶的活性依赖Mg²⁺,常被作为茶树专用肥的特征成分,因此对茶树的生长发育和茶叶的品质形成至关重要。MRS2/MGT家族镁转运蛋白在维持植物体内Mg²⁺的吸收转运、胞内平衡和耐逆性等方面起着重要的作用。为探究茶树MRS2/MGT家族镁转运蛋白基因的功能,以茶树品种陕茶1号为材料,克隆了4条MRS2/MGT镁转运蛋白基因,分别命名为CsMGT1、CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3。生物信息学分析表明,这4个转运蛋白在C末端均含有2个跨膜结构域和1个保守的GMN三肽基序;系统发育分析显示,CsMGT1属于Clade C成员,而CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3属于Clade B成员,所编码蛋白与木本植物柑橘MGT家族的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明,CsMGT1、CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3在茶树的根、茎、叶、花中呈组成型表达,且根和叶对Mg²⁺浓度均表现出不同程度的响应。鼠伤寒沙门氏菌镁转运缺失突变株MM281功能互补试验表明,CsMGT1和CsMGT2均具有Mg²⁺转运功能,且CsMGT1的Mg²⁺转运功能优于CsMGT2,而CsMGT2.1和CsMGT3几乎没有镁离子转运功能。本研究结果丰富了茶树CsMGTs家族的生物学功能,为进一步阐明茶树通过镁转运功能机制实现对镁离子的利用奠定了前期研究基础。     

茶树对硒吸收累积特性及其硒调控相关基因的表达分析

本文采用沙培试验,从动态角度研究了不同时间和不同浓度下茶树对硒的吸收累积规律,并分析相关基因的表达特点。结果发现,茶树不同部位对硒的累积量存在较大差异,大部分硒保留在根部,在其体内的迁移率较低,硒的累积量和外源硒浓度、培养时间显著相关;当外源硒浓度在0~0.05 mmol·L^-1时,茶树长势良好,但当浓度高于0.10 mmol·L^-1时,茶树表现出中毒症状。荧光定量PCR分析发现,转录因子CsbHLH62及茉莉酸信号途径中的关键基因丙二烯环化氧化酶基因（CsAOC）和脂氧合酶基因（CsLOX6）受到高浓度硒的诱导表达,相关性分析表明,这3个基因的表达量与根系硒含量呈显著正相关。本研究表明,茶树各部位对硒的累积与外源硒浓度和培养时间显著相关,基因CsbHLH62、CsAOC和CsLOX6可能在该过程中发挥着重要作用。     

茶树Na+/H+逆向转运蛋白基因CsNHX1、CsNHX2的克隆及表达分析

Na⁺/H⁺逆向转运蛋白（Na⁺/H⁺ antiporter,NHX）在植物生长发育与逆境响应过程中扮演着重要角色。本研究以龙井长叶茶树品种为材料,克隆获得了茶树CsNHX1和CsNHX2基因cDNA全长序列,GeneBank登录号分别为：MG722977和MG515211。生物信息学分析结果显示,CsNHX1和CsNHX2的cDNA全长分别为1β691βbp和1β757βbp,均包含1个1β626βbp的开放阅读框,编码541个氨基酸,预测分子量为59.5βkD和59.7βkD,理论等电点为7.07和8.79;蛋白序列分析结果显示,CsNHX1和CsNHX2属于典型的跨膜蛋白,均含有保守的Na⁺/H⁺ Exchanger结构域;进化树分析显示,CsNHX1和CsNHX2均为IC类中定位于液泡膜上的Class I成员。qRT-PCR结果显示,干旱、低温和盐胁迫能够显著诱导CsNHX1和CsNHX2上调表达;外源ABA处理下,CsNHX1和CsNHX2表达水平整体变化趋势不显著;高温胁迫处理下,茶树CsNHX1表达水平显著降低,而CsNHX2表达水平逐渐增加,表明茶树CsNHX1和CsNHX2参与了茶树对多种环境胁迫的响应过程,但对于不同逆境胁迫的应答模式存在一定差异。     

修剪物与茶多酚对茶树矿质吸收及根系有机酸分泌的影响

探究茶树修剪物水溶性成分及茶多酚对茶树生长的影响与作用机制。水培茶苗,于15、35、55、75、95 d收集根系分泌物,通过阴、阳离子树脂纯化、减压浓缩后,利用高效液相色谱（HPLC）测定分泌物中有机酸主要组成与含量。同时测定茶苗干物质量、茶多酚及矿质元素含量等指标。研究表明,茶多酚会抑制茶树对Ca、Mg、Fe、Mn、Zn的吸收,抑制生长,同时诱导茶树根系分泌苹果酸、柠檬酸;适量修剪物水溶物能够补充矿质营养,提高茶树K、Ca、Fe、Mn、Zn、Al的吸收,促进生长,但同时也会诱导草酸、苹果酸、柠檬酸和琥珀酸的分泌,降低收集液pH值,而收集液pH值变化与有机酸分泌量变化显著相关,结果提示茶树修剪物水溶性成分可能是导致土壤酸化的机理之一。     

茶树根系耐铝促生内生细菌的分离鉴定及其特性研究

茶树喜酸耐铝,且低浓度的铝促进茶树生长,然而其调控机理并不清晰。从耐铝促生菌的角度,探究其可能的原因。以铝处理的茶树根系为材料,经分离鉴定,得到可培养的内生细菌38株,其中厚壁菌门27株,放线菌门11株。从利用1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）能力、溶磷能力、产铁载体能力和分泌吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA）能力对38株内生细菌进行了探究,结果表明,38株内生细菌都有一种以上的促生能力,其中厚壁菌FBA、FPC以及放线菌AMM、ACP032155等菌株的综合促生能力较好;38株内生细菌在1 mmol·L^-1 Al³⁺浓度下均能存活,其中放线菌AME2耐铝能力最强,在8 mmol·L^-1 Al³⁺浓度下仍能存活,说明铝能促进茶树耐铝促生菌的生长,从而间接促进茶树的生长,为选育具有显著耐铝促生能力的茶树内生细菌用于茶树的栽培育种奠定基础。     

饥饿胁迫对澳洲坚果早期果实及果柄能量代谢的影响

为揭示饥饿胁迫下澳洲坚果果实脱落与能量代谢的关系,以‘H2’澳洲坚果为试材,在果实发育早期对结果母枝进行环剥+去叶处理,定期测定果柄及果实不同组织中能量物质（ATP、ADP与AMP）含量、能荷（EC）水平和能量代谢关键酶（H⁺-ATPase与Ca²⁺-ATPase）活性的变化。结果表明：与对照相比,环剥+去叶处理明显促进了澳洲坚果早期果实脱落。自处理起至果实开始剧烈脱落时（处理后0~3 d）,果皮的AMP与ADP、种子的ATP与ADP以及果柄的ATP、ADP与AMP含量均显著增加,果皮与种子的H⁺-ATPase以及果柄的H⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性明显增强,果柄与种子的EC水平显著升高,但果皮的EC值明显下降。在处理后期（处理后4~5 d）,随着果实脱落加剧,果柄的Ca²⁺-ATPase以及果皮与种子的H⁺-ATPase及Ca²⁺-ATPase活性均显著增加,果柄和果皮的ATP以及果皮与种子的AMP含量均明显升高,而EC水平仅在果柄中显著提高。这些结果说明,饥饿胁迫可能通过影响澳洲坚果果柄及果实的能量代谢特性来影响早期果实脱落。     

茶树硝酸根转运蛋白基因NRT2.5的克隆及表达分析

通过RACE克隆从茶树[Camellia sinensis (L.)]叶片中获得NRT2.5基因cDNA全长序列。所得基因序列全长为2 457 bp,其中开放阅读框为1 362 bp,编码454个氨基酸,推测蛋白分子量为48.7 kD,理论等电点为9.63。生物信息学分析表明,该基因与可可树、拟南芥等的NRT2.5基因具有高度同源性,且其编码的蛋白质具有NRT家族共有的结构特征。实时定量PCR分析表明,NRT2.5基因在茶树不同组织中均有表达,但主要在成熟叶和根中表达;不同氮浓度处理后,茶树NRT2.5基因在低浓度下的表达量高于高浓度下。