近日，精制川茶省重点实验室在中科院二区TOP期刊《International Journal of Molecular Sciences》（IF=6.208）在线发表了题为“Characterization of the Difference between Day and Night Temperatures on the Growth, Photosynthesis, and Metabolite Accumulation of Tea Seedlings”的研究论文，茶学系2020级博士研究生谭晓琴和2019级研究生李慧丽为该文的共同第一作者，四川农业大学精制川茶重点实验室唐茜教授和安徽农业大学茶学生物学与资源利用国家重点实验室韦朝领教授为论文的共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划项目（2019YFD1001601）和四川省科技支撑项目（2021YFN0004）的资助。
茶树是山茶科山茶属木本植物，在世界范围内广泛栽培种植，是重要的叶用作物。茶树原产于亚热带，具有喜温喜湿的特点，对其生长环境的温度具有一定要求。近年来，大多研究聚焦于揭示茶树对低温或高温胁迫的响应机制，然而昼夜温差对茶树生长发育、茶叶品质的调控却鲜有报道。本文以四川特色茶树品种‘川茶2号’为材料，设置了不同昼夜温差（白天/夜晚，25℃/20℃、25℃/15℃和25℃/10℃）条件，研究了不同处理下茶树形态、生理生化和转录调控变化，揭示了昼夜温差对茶树生长发育及茶叶品质形成的调控机制，为构建‘川茶2号’配套高产高效的栽培体系提供了一定的理论依据。
研究亮点
1.明确了25℃/15℃昼夜温差条件下茶树芽叶品质最优，氨基酸和咖啡碱含量最高，茶多酚、儿茶素类物质含量及酚氨比最低；
2.发现了不同昼夜温差条件下茶树新梢生长、光合活性及品质成分差异显著；
3.发现了不同昼夜温差通过调控植物激素信号转导途径、类黄酮生物合成途径、黄酮醇生物合成途径、氨基酸代谢途径基因的表达模式，进而影响茶树的生长及物质代谢。
研究结论
1、在5℃温差条件下，茶树生长速率最快，10℃其次，15℃最慢。此外，从茶树新梢生长过程来看，5℃和10℃温差处理的茶树在16~30d生长最快，而15℃处理则在31~45d。测量新梢一芽三叶发现，随着昼夜温差的增加新梢长度显著变短，但处理间芽下第三叶的长度和宽度并未有显著变化。结果表明，增大昼夜温差能抑制茶树新梢生长，生长速率放缓。
图1昼夜温差对茶树新梢生长的影响
2、随着茶树生长，不同昼夜温差处理下叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈现出一致的趋势，先增加再减少。而净光合速率和呼吸速率均随昼夜温差增大而降低。此外，在生长后期各处理叶片可溶性糖含量差异显著，15℃温差处理含量最高，达到25.95 mg/g。这些结果表明，昼夜温差的增加使茶树叶片净光合速率和暗呼吸速率降低，且利于可溶性糖含量的积累。
图2昼夜温差对茶树光合活性的影响
3、图3显示各处理茶树新梢的茶多酚、游离氨基酸总量和咖啡碱含量存在显著差异。其中，10℃的温差处理在任一生长阶段均含有最高氨基酸和咖啡碱，最低酚氨比。进一步测定氨基酸和儿茶素组分发现，该处理天冬氨酸、谷氨酸和茶氨酸含量分别达到0.19~0.29 mg/g、0.37~0.48mg/g和1.70~2.85mg/g。且在试验处理后期阶段，非酯型儿茶素和酯型儿茶素含量均最低。这些结果表明，增大昼夜温差能显著影响茶叶风味物质，尤其当昼夜温差为10℃时利于氨基酸和咖啡碱的积累。
图3昼夜温差对茶树新梢品质成分的影响
论文链接:https://doi.org/10.3390/ijms24076718
