Разные механизмы накопления пуриновых алкалоидов и катехинов в чае, богатом теобромином

Чай Camellia ptilophylla с низким содержанием кофеина или без него всё больше ценится за потенциальную пользу для здоровья. Однако в популяциях C. ptilophylla наблюдается внутривидовая изменчивость в содержании пуриновых алкалоидов и катехинов. Анализ механизмов накопления этих метаболитов важен для улучшения качества чая.

В исследовании, опубликованном в Beverage Plant Research 27 июня 2023 года, команда под руководством доцента Биньмэй Суня и Шаоциня Лю из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета изучила эти механизмы.

Ключевые результаты:

• Анализ 32 растений C. ptilophylla показал, что у 26 особей теобромин (TB) был единственным алкалоидом. У остальных шести растений содержание кофеина было выше, а теобромина — ниже.
• RNA-seq анализ двух растений с контрастным содержанием алкалоидов выявил, что у растения, богатого теобромином:
  • Повышена экспрессия генов синтеза ксантина TCS-2, TCS-3 и MXMTs.
  • Значительно подавлены гены пути деградации пуриновых алкалоидов.
• Также у растения, богатого TB, изменился паттерн экспрессии генов пути биосинтеза катехинов.
• Активированные гены этого пути были связаны с биосинтезом фенилпропаноидов и флавоноидов, что важно для производства галлокатехингаллата (GCG).
• Построенные ко-экспрессионные сети с участием 327 факторов транскрипции, генов биосинтеза алкалоидов и катехинов прояснили потенциальные регуляторные механизмы экспрессии генов в популяциях C. ptilophylla.

Вывод: Исследование раскрывает различные механизмы накопления пуриновых алкалоидов и катехинов в популяциях C. ptilophylla. Эти данные помогут в селекции сортов чайного дерева с низким содержанием кофеина или высоким содержанием GCG для удовлетворения разных потребностей потребителей.