茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢探索

雷云生,何盈,吉雪,杨舒涵,徐艳霞*

浙江农林大学暨阳学院园林学院 诸暨 311800

摘要：茶氨酸是茶树体内最常见的一种氨基酸，是一种非蛋白质氨基酸，整理相关调查研究数据可以发现，在茶树中，茶氨酸可由细菌体外分泌产生。文章通过综述法和观察法，对茶树内生菌与茶氨酸合成代谢之间存在联系进行研究和探讨。

关键词：茶树、内生菌、茶氨酸、合成代谢

茶文化已在我国流传上千年之久。时至今日，茶凭借其独特的风味而受到广大人民的喜爱。随着科学技术不断推进时代进步，单纯茶产品已经不能再满足人们生活需求，人们开始更加注重茶产品的功能性。因此茶氨酸成为众多消费者和研究人员研究的热门课题对象。茶树中蕴含丰富的内生菌，但是就目前研究状况而言，茶氨酸依靠茶树内生菌进行合成代谢路径尚未明确。文章通过使用综述法和观察法，总结前人研究经验，对茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢进行探索。

（一）内生菌和茶氨酸概述

1. 内生菌

植物内生菌，全称Endophyte，实质上指的是生存于活植物身体各个部分或组织之中的微生物，这些微生物与活植株属于互利共生状态，相互之间协同发展，这些微生物在植物体内生存，不会对植物产生任何毒害作用。一些常见植物内生菌主要有内生真菌、内生细菌和内生放线菌[1]。自从分离出第一株植物内生菌，植物内生菌的研究工作就一直受到社会各界广泛关注。后经过一系列研究发现，植物内生菌均可稳定在植物组织或器官中进行繁殖，并经过一定时间成长发展之后，可以呈现出丰富的群落多样性。

2. 茶氨酸

茶氨酸，英文全称Theanine，站在化学角度分析，茶氨酸为N-乙基-γ-L-谷氨酰胺，是存在茶树体内的一种非蛋白质氨基酸。目前我国对茶氨酸的研究中，仅在蕈类植物和一些山茶属植物中发现。茶氨酸是茶叶中游离氨基酸的主要组成成分，据研究发现，在鲜嫩茶叶芽中，茶氨酸含量最高，可占全部游离氨基酸总量百分之七十左右，在新鲜茶叶叶片中茶氨酸可以占到干重的百分之一到百分之二之内。

茶氨酸赋予茶叶独特的风味，并且还具有显著的保健功能。在流行病学研究方面，心理压力是产生抑郁症、躁动症以及免疫系统紊乱的主要原因，对于叛逆期、更年期以及一些心脑血管疾病和癌症也有侧面影响。而存在于茶树中的L-型茶氨酸（工业合成一般为D型茶氨酸，结构不稳定，易失活）在摄入人体之后，可对皮质神经元产生拮抗作用，在一定程度上保护和修护神经元，在一定程度之内其功能性和摄入计量成正比关系；除此之外，L-型茶氨酸对β-淀粉样蛋白，也就是Aβ1-42蛋白，诱导产生的神经毒素也有一定阻遏作用。与此同时，L-型茶氨酸可以刺激多巴胺受体，使机体分泌多巴胺。目前研究认为，焦虑症的分子靶点是血清素和GABA，人体摄入L-型茶氨酸可以使GABA接受位点松弛，进而达到抵抗焦虑的效果，现已作为药品被用于治疗焦虑症之中。有相关研究表明，多动症儿童在睡前摄入400毫克L-茶氨酸，有助于儿童快速入睡，并进入深度睡眠，降低睡醒后的不适感。L-型茶氨酸还可以通过刺激下丘脑，使其分泌激素经过垂体，肾上腺等部位，调节体内激素分泌，加快人体代谢循环。

（二）茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢探索

近年来随着我国改革开放程度不断加深，我国生物技术的发展速度大幅度提升，其应用范围也越来越广泛。基于这种情况，自从提取出第一个植物内生菌之后，在茶氨酸研究方面，众多学者和专家，都将目光聚集在了利用茶树内生菌高效生产茶氨酸之上。

1.茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢研究现状

首先，需要进行自身发酵，由发酵产生一种专一性极高的谷氨酰胺酶类，有谷氨酰胺酶、γ-谷氨酰胺转肽酶，以及谷氨酰胺合成酶等，其中谷氨酰胺酶一直都在食品行业和职业行业中广泛使用，主要功能是催化谷氨酰胺转化为谷氨酸；γ-谷氨酰胺转肽酶是茶树内生菌合成茶氨酸的关键酶，催化谷胱甘肽代谢，以及催化γ-谷酰基簇供体发生转移，保证茶树生长能有充分氮，在催化过程中有显著特异性，是目前合成茶氨酸过程中使用最多的一种酶。

茶树内生菌通过发酵产生多种催化酶类，在这些酶类的催化作用之下，在为生物体内合成茶氨酸前体物质。在合成前体物质之后，再有前体物质合成茶氨酸需要消耗ATP，而ATP的获取又离不开葡萄糖的分解和转化，因此茶氨酸的生物合成与葡萄糖的分解代谢相偶联，也就是和糖酵解，三羧酸循环以及磷酸戊糖途径等糖类代谢相偶联。

“常慢慢”等在“茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢研究”中，使用幼年期茶树和油茶组织作为研究原料，对从茶树中分离得到的内生菌UPLC-MS/MS展开研究，经过多次试验，并对实验数据进行分析，证明了茶树内生菌可以利用茶树体内氨基酸作为原材料，经过一系列代谢活动，与葡萄糖代谢相偶联，最终生成茶氨酸，并且在二十种常见氨基酸中，使用赖氨酸作为底物时，产生茶氨酸效率最高。最终得出结论，可以使用茶树组织培养一定茶树内生菌，经过筛选实验，可得到用于批量生产茶氨酸的茶树内生菌。目前我国对于茶树内生菌的研究目的是提升茶树有益代谢产物，进一步提升其产品质量。

结束语：

综上所述，目前我国虽然对植物内生菌应用状况研究较多，但是在茶树内生菌与茶氨酸合成代谢方面研究还有待进一步提升，对大多数实验室研究的都是茶树内生菌分离和鉴定方面，对茶树内生在茶氨酸合成代谢中的作用机制还不够清晰。茶树内生菌生长在茶树内部组织器官之内，影响着茶树各方面生理功能，因此需要进一步解析茶氨酸合成代谢与茶树内生菌之间的关联，为提升茶叶品质提供更进一步指导。

参考文献：

[1]张华琳,王科翰,陈雪冰,李东育,张欣欣.茶树内生菌的研究进展[J].农业技术与装备,2022(02):9-11.

[2]徐乾. 茶树中与氨基酸合成相关的三个基因的克隆与分析[D].安徽农业大学,2012.

[3]方开星,姜晓辉,吴华玲. 茶树茶氨酸的代谢及其育种研究进展[J]. 园艺学报,2016,43(09):1791-1802.

[4] 常慢慢. 茶树内生菌参与茶氨酸合成代谢研究[D].安徽农业大学,2019.            * 通信作者：徐艳霞

通信作者, [e-mail]

项目：本项目由国家级大学生创新创业训练计划项目(202113283005)和浙江农林大学暨阳学院大学生创新创业训练计划项目(JYKC2227)）共同资助