科创中国

本项目（1）系统构建了茶组植物系统发育关系，揭示了茶树核心呈味物质茶氨酸、儿茶素与咖啡碱在茶组植物中的演化规律；（2）鉴定了茶氨酸转运蛋白CsAAPs、CsCAT1等，系统解析了茶树中茶氨酸从根向地上部转运、在茎和叶间分配、在根细胞液泡中储存等过程的分子机理，为通过提高茶氨酸储存、长距离运输的效率的方法提升茶叶的鲜爽味品质提供理论依据；（3）发现茶树中丙氨酸脱羧酶CsAlaDC和茶氨酸合成酶CsTSI联合作用赋予茶树大量合成茶氨酸的能力，揭示了茶树大量合成茶氨酸的分子机理,首次实现了在非茶植物中大量合成茶氨酸，为提高茶树茶氨酸合成能力提供了功能基因和技术路线；（4）鉴定了调控茶叶关键呈味物质（茶氨酸、儿茶素、咖啡碱等）合成和积累的重要转录因子（CsHHO3、CsMYB40、CsMYB6、CsMYB184等）和代谢酶（谷氨酸脱氢酶CsGDH2、血红素加氧酶CsHO1等），系统解析了环境因素调控茶叶滋味品质形成的分子机理，为通过遗传改良育种和高效栽培管理措施提升茶叶品质提供了理论依据。

茶树丰富的次生代谢物茶氨酸、咖啡碱、儿茶素等，是茶叶风味品质和健康功效的物质基础。这些代谢物的合成和积累受到遗传、环境和栽培等多种因素的调控。那么，茶树为什么能大量合成这些次生代谢物？环境（光、温、季节等）、栽培（施肥、修剪、嫁接等）、叶色变异等因素如何调控这些代谢物的合成、转运和积累？这些问题背后的分子机制不清楚，严重限制了通过育种和栽培措施进一步提升茶叶品质。围绕以上问题，本项目系统构建了茶组植物系统发育关系，揭示了茶树核心呈味物质茶氨酸、儿茶素与咖啡碱在茶组植物中的演化规律；系统解析了茶树中茶氨酸从根向地上部转运、在茎和叶间分配、在根细胞液泡中储存等过程的分子机理，为通过提高茶氨酸储存、长距离运输的效率的方法提升茶叶的鲜爽味品质提供理论依据；揭示了茶树大量合成茶氨酸的分子机理；系统解析了环境因素调控茶叶滋味品质形成的分子机理，为通过育种和栽培措施提升茶叶品质提供了理论依据。

本项目历时五年，得到了国家重点研发计划、中组部“千人计划”青年项目、国家自然科学基金国际合作项目（中俄）、国家自然科学基金面上项目等项目资助。相关研究成果在New Phytol、Plant J、Plant Biotechnol J、Crit Rev Biotechnol等国际主流期刊发表论文30余篇，其中中科院一区21篇，2篇入选ESI前1%高被引论文，被引575次；授权国家发明专利10项。研究成果在第二届可可咖啡茶（亚洲）国际大会、第四届植物氮素营养国际学术会议、二十届国际林业研究组织联盟（IUFRO）生物技术大会等国内外会议上被选为大会报告。在Crit Rev Biotechnol、Hort Res等期刊发表综述论文。获中组部“千人计划”青年项目、安徽省杰出青年基金等人才项目资助。已培养青年教师9名，博士后 4名，博士研究生6名，硕士研究生30名。本研究解决了多个长期困扰茶学界的理论难题：揭示了茶树核心呈味物质茶氨酸、儿茶素与咖啡碱在茶组植物中的演化规律；揭示了茶树大量合成茶氨酸的分子机理，以及茶氨酸从根向地上部转运、在茎和叶间分配、在根细胞液泡中储存等过程的分子机理；系统解析了驯化、品种、环境因素影响茶叶滋味品质形成的遗传和分子基础。研究成果为通过育种和栽培措施提升茶叶品质提供了重要理论依据。

团队成员包括张照亮教授、李鹏辉教授、夏恩华教授、邓威威教授、童伟副教授、杨天元副教授等核心成员。成员均以茶树为研究对象，长期从事茶树基因组学、群体遗传学、次生代谢和分子育种等研究，专业结构互补，通过多学科融合交叉，能够发挥各自特长优势高效开展科研活动，有利于取得原创性、突破性成果。年龄结构合理，骨干成员为“80后”，具有较强的科研实力。团队各成员研究方向与内容各有侧重，能够高效、稳定的开展合作研究，通过长期合作在本研究领域产生了较好的研究积累，共同承担国家级项目10项，包括国家重点研发课题3项，国家自然科学基金-国际合作重点项目1项，国家自然科学基金-区域创新发展联合基金1项，体现了良好的合作基础与态势。在茶叶关键呈味物质茶氨酸、咖啡碱等的生物合成、转运与调控方向开展了系统研究，取得了较好的研究成果。团队成员近五年以通讯或第一作者在Molecular Plant、New Phytologist、Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal、Critical Review in Biotechnology等国际主流期刊发表学术论文。

（1）本项目得到中组部“千人计划”青年项目、国家自然科学基金国际合作项目（中俄）、国家自然科学基金项目（面上、青年）、安徽省杰出青年基金、安徽省重大科技专项等项目资助。研究内容被第一届、第二届可可咖啡茶（亚洲）国际大会、第四届植物氮素营养国际学术会议、第二十届国际林业研究组织联盟（IUFRO）生物技术大会、中国园艺学会分子育种分会第四届学术年会等国内外学术会议选为大会报告。

（2）相关研究成果在New Phytol、Plant Biotechnol J、Plant J、Critical Rev Biotechnol等经典期刊发表学术论文32篇，其中中科院一区21篇，2篇入选ESI前1%高被引论文，影响因子7分以上的论文11篇，被引575次。受邀在Critical Rev Biotechnol、 Hort Res等期刊撰写综述论文。获中组部“千人计划”青年项目、安徽省“百人计划”、“皖江学者”特聘教授、安徽省自然科学杰出青年基金等人才项目的资助。

（3）解决了多个长期困扰茶学界的理论难题：揭示了茶树核心呈味物质茶氨酸、儿茶素与咖啡碱在茶组植物中的演化规律；揭示了茶树大量合成茶氨酸的分子机理，以及茶氨酸从根向地上部转运、在茎和叶间分配、在根细胞液泡中储存等过程的分子机理；系统解析了驯化、品种、环境因素影响茶叶滋味品质形成的遗传和分子基础。研究成果为通过育种和栽培措施提升茶叶品质提供了重要理论依据。

转化方式为技术合作开发类型，聚焦茶叶品质形成的分子机制，合作开发高茶氨酸、低咖啡碱的茶树新种质资源和适宜制作名优茶的栽培管理措施。