生物技术在茶学研究中的应用现状与展望fyot.docx

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1、新疆农业业大学专业文献献综述题 目: 生物物技术在在茶学研研究中的的应用与与展望 姓 名:唐瑾 学 院: 食品品科学与与药学学学院 专 业: 食品品科学与与工程 班 级: 0082班班 学 号: 008400312262 20111年 112 月月 25 日日新 疆 农 业业 大 学生物技术术在茶学学研究中中的应用用现状与与展望摘 要：生物技技术是一一门新兴兴的技术术，包括括酶工程程，细胞胞工程，基基因工程程以及发发酵工程程。本文文综述了了生物技技术在茶茶学研究究中的应应用现状状，并对对其应用用前景作作了展望望。关键词：酶工程程；细胞胞工程；基因工工程；发发酵工程程前言生物技术术指有机机体的操

2、操作技术术。它包包括酶工工程、细细胞工程程、基因因工程和和发酵工工程四大大工程。早早在几千千年前我我国就利利用生物物技术生生产食品品：在石石器时代代的后期期，我国国就善于于酒精发发酵；在在公元前前 2221 年年的周代代后期，我我国就能能做豆腐腐并酿制制酱油和和醋，并并且所用用的基本本技术沿沿用至今今。目前前，人类类已在细细胞及分分子水平平上利用用生物来来解决疾疾病防治治、人口口膨胀、食食物短缺缺、能源源匮乏、环环境污染染等一系系列问题题。虽然然生物技技术在茶茶学研究究领域起起步比较较晚，但但是近几几年来却却有力地地推动了了茶科学学的研究究发展。1 酶工工程的应应用利用酶的的高效生生物催化化功

3、能，促促使茶叶叶内不利利成分及及无效成成分的有有益转化化，改善善茶叶综综合品质质，是酶酶工程在在茶学领领域研究究中的重重要内容容。目前前用于茶茶学领域的酶类类主要有有多酚氧氧化酶、果果胶酶、纤纤维素酶酶、多糖糖水解酶酶、-葡萄糖糖苷酶、单单宁酶等等。谭振振初等利利用茶幼幼果作为为多酚氧氧化酶的的载体应应用于红红碎茶的的加工中中，取得得了良好好的效果果。毛清清黎报道道，在红红碎茶的的初制中中加入果果胶酶、纤纤维素酶酶有利于于红碎茶茶品质的的提高。另另外毛清清黎利用用电镜及及高效液液相色谱谱等分析析手段对对外源多多糖水解解酶提高高红碎茶茶品质的的生化机机理进行行了研究究，结果果表明：外源多多糖水解

4、解酶水解解叶组织织细胞壁壁中的不不溶性多多糖，产产生生化化破损作作用，使使发酵茶茶胚酸化化，提高高多酚氧氧化酶活活性，促促进茶黄黄素形成成及叶绿绿素降解解，同时时提高成成茶有效效成分的的浸出率率，从而而较全面面地改善善红碎茶茶的内外外品质，Takeo 发现在茶叶均浆中添加-葡萄糖苷酶后能产生芳樟醇和香叶醇，能提高茶叶的香气。游小清等用人工合成-葡萄糖苷酶粗品进行夏茶香气改善试验，结果制得的烘青绿茶芳樟醇及香叶醇含量明显提高。Lauren S.等报道，用单宁酶处理红茶，可提高茶汤中可溶性 Fe 与 Ca 的含量，而若在绿茶加工中使用单宁酶，可部分消除夏秋茶的苦涩味，提高绿茶品质。赵和涛研究报道在

5、绿茶加工过程中应用添加多酚氧化酶技术，可以明显提高中、低档绿茶品质，尤其对减轻夏、秋季绿茶的苦涩味；在红茶加工中添加适量微生物多酚氧化酶后使茶黄素和茶红素含量大大增多，明显的改善茶汤的色泽和香气。固定化酶酶技术在在茶叶上上的研究究最初是是用在解解决红茶茶的“冷后浑浑”问题上上，现今今得到了了很大的的发展。丁丁兆堂等等用 CCaCOO3作为固固化材料料，对茶茶多酚进进行体外外酶性氧氧化，成成功地制制备了高高纯度的的茶黄素素。另外外，酶传传感器用用于茶叶叶内含成成分的检检测已有有报道。崛崛江秀树树等报道道了用谷谷氨酸氧氧化酶电电极测定定茶叶中中氨基酸酸及多酚酚类的方方法。钟钟思强译译在氧电电极顶部

6、部安装 L-氨氨基酸氧氧化酶固固化膜，制制成测定定氨基酸酸的酶传传感器，对对茶叶的的主要氨氨基酸茶茶氨酸，可可在 110-1000mg/L 浓浓度范围围内直线线响应，认认为该传传感器对对于茶叶叶品质的的评定有有效。2 细胞胞工程的的应用细胞工程程在茶学学上主要要用于茶茶树离体体培养和和茶叶内内一些重重要的次次生代谢谢物质生生产。茶茶树的离离体培养养研究开开始于 20 世纪 80 年代。Arulpragasam 等报道了利用茶子子叶得到了胚状体，并获得了再生植株。Nakanura 报道了利用茶树茎得到了生根和再生植株。Sarathandra 和Arulpragasam 用来自田间植株的茎节作为外

7、植体，建立了实用的茶树体外繁殖方法。离体培养可以通过不定芽或不定胚以及营养器官的途径进行。刘德华报道了利用茶树胚轴成功培养不定芽。张建华、张亚萍分别报道了采用不同茶树品种新梢一芽三四叶，以 MS 为基本培养基能成功诱导出愈伤组织，并分别提出诱导率较高的外源激素水平。周健等利用春季新萌发枝条的第 2-3 腋芽进行了茶树组培快繁技术的优化研究，得到适宜茶树组培苗增殖的条件：MS+BA2.0+NAA0.1+GA33.0mg/L。然而，离体培养在茶树上的应用目前还只是在试验研究阶段。报道已证证实茶叶叶内富含含的次生生代谢物物质，具具有很高高的营养养保健功功效。获获得次生生代谢物物质传统统方法是是利用成

8、成茶提取取工艺，存存在工艺艺复杂且且成本高高的缺点点。离体体培养在在诱导愈愈伤组织织的同时时能产生生大量的的次生代代谢物质质。利用用这个特特性，可可以在稳稳定的环环境条件件下，采采用植物物培养细细胞研究究其生化化机制，并并且可以以生产大大量次生生代谢物物质。成成浩，杨杨素娟等等对不同同培养条条件下，培培养基大大量元素素，微量量元素和和有机物物质等对对愈伤组组织和儿儿茶素的的积累情情况进行行了系统统的研究究，设计计了儿茶茶素的生生产培养养基。袁袁弟顺等等通过不不同茶树树品种诱诱导愈伤伤组织研研究茶氨氨酸积累累，发现现愈伤组组织的生生长量与与茶氨酸酸的含量量呈显著著的正相相关。3 基因因工程的的应

9、用基因工程程在茶学学研究上上的应用用主要包包括：DDNA 分子标标记技术术、茶树树基因的的分离和和克隆以以及茶树树遗传转转化系统统。DNA 分子标标记技术术能直接接反映出出茶品种种基因组组DNAA 间的的差异，在在茶树分分类学及及遗传多多样性的的研究，品品种鉴定定，亲缘缘关系的的鉴定，构构建茶树树的遗传传图普等等方面得得到广泛泛的应用用。目前前在茶研研究中应应用比较较多的是是RAPPD、AFLLP。陈陈亮等对对我国 15 个茶树树品种遗遗传多样样性进行行了RAAPD 分析，表表明中国国的茶树树品种资资源在DDNA分分子水平平上具有有很高的的遗传多多样性。金金惠淑利利用 RRAPDD研究了了中、

10、韩韩、日茶茶树品种种资源共共 466 个样样品的基基因组DDNA 多态性性，表明明了中国国茶树品品种的遗遗传背景景比韩国国茶树品品种复杂杂。Baalassaraavannan 等运用用 AFFLP标标记技术术对南印印度普遍遍种植的的 499 个栽栽培品种种（中国国型、阿阿萨姆型型和禅叶叶型三个个类群）的的遗传距距离进行行了分析析。HaackeettCC.A 以SFSS1500 与 TN114/33 杂交交的 FF1代群体体为材料料，采用用RAPPD和 AFLLP 标标记绘制制了母本本的遗传传图普。梁梁月荣等等利用RRAPDD 分子子标记为为“晚绿”品种进进行了亲亲缘关系系鉴定。黄黄建安，李李家

11、贤等等用祁门门 4 号与潮潮安大乌乌叶杂交交所获得得的F1代群体体采用AAFLPP标记绘绘制了我我国第一一张茶树树分子标标记遗传传图谱，为为进一步步定位与与克隆茶茶树重要要经济性性状基因因及利用用分子标标记技术术加速茶茶树优异异品种选选育奠定定基础。另另外对于于 SSSR 标标记和 ISSSR 标标记在茶茶树品种种分子鉴鉴别和亲亲缘关系系研究的的适用性性方面也也有人做做了相关关的分析析和报道道。目前，一一些与茶茶叶品质质密切相相关的基基因已被被克隆。赵赵东等克克隆了决决定红茶茶品质的的多酚氧氧化酶基基因。李李远华等等对-葡萄苷苷酶cDDNA进进行了克克隆和表表达。冯冯艳飞等等获得了了茶树 SA

12、MM 合成成酶基因因的全序序列序列列，这对对茶树逆逆境生理理、衰老老生理以以及咖啡啡碱代谢谢的调控控上具有有重要的的意义。陆陆建良等等采用rrt-PPCR克克隆了茶茶树根际际土壤耐耐酸铝真真菌 AALF-1 与与耐酸铝铝相关的的基因片片段。陈陈亮等构构建了国国内第一一个茶树树新梢 cDNNA 文文库，并并对 EEST 测序成成功率进进行了分分析。余余有本等等报道了了茶树咖咖啡碱合合酶（TCSS）cDNNA在大大肠杆菌菌中得到到高效表表达，并并能催化化可可碱碱甲基化化生成咖咖啡碱，证证实具有有正常的的生物学学活性，为为将来利利用微生生物发酵酵手段生生产天然然咖啡碱碱奠定了了基础。转基因技技术是有

13、有目的地地将外源源基因导导入植物物并使其其整和，表表达和遗遗传，修修饰原有有植物遗遗传物质质，改造造不良的的园艺性性状，培培育新品品种的育育种方法法。Maatsuumotto SS.等以以农杆菌菌介导在在一个抗抗性愈伤伤组织上上检测到到 Guus 活活性。骆骆颖颖等等报道用用农杆菌菌介导法法将Btt基因、IIntrronGGUS基基因和NNPT11 基因因转入茶茶树中，获获得了 GUSS 瞬间间表达。赵赵东等通通过对根根癌农杆杆菌介导导茶树转转化研究究报道了了茶树较较为适宜宜的农杆杆菌转化化系统。吴吴姗等对对茶树农农杆菌转转化系统统和基因因枪转化化系统的的优化进进行了研研究，这这对转基基因技术

14、术在茶树树上的运运用奠定定了基础础。然而而由于茶茶树原生生质体培培养尚处在研究究阶段，农农杆菌介介导法等等转基因因技术目目前难以以取得更更大的进进展，还还没有转转基因茶茶树的报报道。但但是在茶茶树基因因组DNNA 的的提纯与与鉴定取取得了一一定的成成绩。4 发酵酵工程的的应用发酵工程程是最先先用在茶茶学上的的生物技技术。我我国传统统黑茶加加工中渥渥堆过程程就利用用了微生生物分泌泌胞外酶酶及释放放的生物物热，促促使茶叶叶中的内内含物质质发生复复杂的变变化，从从而形成成黑茶特特有的品品质风味味。近年年来随着着茶业的的飞速发发展，茶茶叶深加加工急剧剧升温。利利用食用用菌及有有益微生生物发酵酵开发具具

15、有特殊殊风味及及营养保保健功效效的新型型茶叶制制品也受受到人们们的重视视。邬龄龄盛报道道了玉灵灵菌茶的的研究。另另外还有有灵芝菌菌茶、川川杰菌茶茶、阿波波番茶、红红茶菌、茶茶酒等。夏涛等利利用发酵酵工程的的原理，建建立了茶茶鲜叶匀匀浆悬浮浮发酵体体系，并并从工艺艺学及红红茶品质质形成机机理角度度进行了了相应的的基础研研究，寻寻找到了了能真实实反映悬悬浮发酵酵过程中中红茶品品质变化化规律的的工艺监监测参数数，为悬悬浮发酵酵生产红红茶饮料料并实现现品质在在线控制制奠定了了工艺基基础。在茶叶的的综合利利用方面面，以茶茶叶的下下脚料为为原料利利用固体体发酵技技术制取取果胶酶酶、纤维维素酶，适适于酶法法

16、制茶工工艺的应应用。另另外用茶茶叶下脚脚料还可可发酵生生产木糖糖酶和过过氧化物物酶等多多种酶制制剂。林林心炯报报道利用用茶废弃弃物栽培培毛木耳耳，黑木木耳以及及香菇。低低档茶叶叶及茶渣渣还可以以经过发发酵直接接制取动动物饲料料。5 应用用前景生物技术术在茶学学中的应应用起步步较晚，但但是大大大推动了了茶学领领域的研研究。生生物技术术在茶学学上展现现了广阔阔的发展展前景。在在酶工程程方面，应应加快适适于茶叶叶加工应应用的酶酶原微生生物的筛筛选，提提高茶叶叶品质。在在组织培培养方面面，应针针对不同同的品种种和外植植体来源源建立简简便有效效的高频频植株再再生体系系。另外外在组织织培养的的过程中中要积

17、累累大量的的次生代代谢物质质，今后后还应对对该过程程中代谢谢物质形形成机制制进行研研究，并并解决目目标产物物的提纯纯问题。茶茶树是多多年生的的作物，传传统育种种周期长长，利用用基因工工程可以以缩短育育种时间间，提高高茶树育育种效率率。同时时，开展展茶树的的高效遗遗传转化化及重要要性状的的基因定定位与克克隆研究究工作。农农残是制制约我国国茶叶出出口的重重要因素素，利用用发酵技技术生产产高效无无毒或者者低毒农农药解决决这一问问题尤为为重要。 参考文文献1 谭振初初, 毛清清黎, 贾海云云, 等.利用天天然外源源酶提高高红碎茶茶品质研研究初报报J.福建建茶叶, 19990( 2) : 18- 211

18、.2 毛清黎黎.外源多多糖水解解酶液发发酵技术术及制茶茶效应研研究JJ.茶茶叶通讯讯, 119911( 44) : 144- 118.3 游小清清, 王华华夫.茶叶中中萜烯醇醇配糖体体的释放放作用J.茶叶科科学, 19994,114( 1) : 770- 73.4 丁兆堂堂, 王秀秀峰, 于海宁宁, 等.茶多酚酚固定化化酶体外外氧化产产物茶黄黄素组成成及化学学发分析析J.茶叶叶科学, 20005, 255( 11) : 499- 555.5 Sarrathhchaandrra TTM, Upaalippd, Aruulprragaasamm PVV.Prrogrresss toowarrds

19、theecommmerrciaal pproppagaatioon oof ttea by tisssuee cuultuure of Cammelllia sinnenssisJ.SLJJTeaa Scciennce, 19990, 599( 22) : 622- 664.6 刘德华华, 廖利利民, 周带娣娣.茶树组组织培养养的研究究J.湖南南农学院院学报,19991, 17( 111):5889- 5999.7 张建华华, 毛平平生, 彭火辉辉.茶树的的组培快快繁技术术出探J.蚕桑茶茶叶通讯讯, 220033( 44) : 322- 333.8 成浩, 杨素娟娟, 王玉玉书, 等.培养基基

20、组分对对茶树悬悬浮培养养细胞儿儿茶素含含量的影影响JJ.茶茶叶科学学, 119955, 115( 2) : 1111- 1116.9 袁弟顺顺, 林丽丽明, 孙威江江, 等.不同品品种茶树树愈伤组组织的培培养与茶茶氨酸的的积累J.福建农农林大学学学报( 自然然科学版版) , 20004, 333( 22) : 1778- 1811.10 陈亮亮, 杨亚亚军, 虞富莲莲, 等.155个茶树树品种遗遗传多样样性的RRAPAA分析JJ.茶茶叶科学学, 119988, 118( 1) : 221- 27.11 Baalassaraavannan T, Piuus PP K, Kuumarr R R,

21、et al.Gennetiic ddiveersiity byaamonng ssoutth IIndiia ttea gerrmpllasmm (CCameelliia ssineensiis, C.aassaamieea aand C.aassaamicca sspp.Lassionncallyx) ussingg AFFLP marrkerrs J.Plaant Sciiencce, 20003,1165( 2) : 3655- 3372.12 黄建建安, 李家贤贤, 黄黄意欢, 等.茶树AAFLPP 分子子连锁图图谱的构构建JJ.茶茶叶科学学, 220055, 225( 1) : 77

22、- 115.13 赵东东, 刘刘祖生, 奚彪彪.茶树树多酚氧氧化酶基基因的克克隆及其其序列比比较JJ.茶茶叶科学学, 220011, 221( 2) : 994- 98.14 冯艳艳飞, 梁月荣荣.茶树树S- 腺苷甲甲硫氨酸酸合成酶酶基因的的克隆和和序列分分析JJ.茶茶叶科学学, 220011, 221( 2) : 994- 98.15 赵亮亮, 赵赵丽萍, 高其其康.茶茶树新稍稍cDNNA 文文库的构构建和EEST 测序成成功率初初步分析析J.茶叶叶科学, 20004, 244( 11) : 188- 222.16 骆颖颖颖, 梁月荣荣.Btt 基因因表达载载体的构构建及对对茶树遗遗传转化化

23、的研究究J.茶叶叶科学, 20000, 200( 22) : 1441- 1477.17 赵东东, 刘刘祖生, 陆建建良, 等.根根癌农杆杆菌介导导茶树转转化研究究J.茶叶叶科学, 20001, 211( 22) : 1008- 1111.18 吴姗姗, 梁梁月荣, 陆建建良, 等.茶茶树农杆杆菌介导导转化系系统和基基因枪转转化系统统的优化化J.茶叶叶科学, 20003, 233( 11) : 6- 100.19 邬龄龄盛, 陈霖.玉灵菌菌茶研究究初报J.茶叶科科学技术术, 220011( 22) : 133- 114.20 夏涛涛, 童童启庆, 萧伟伟祥.茶茶鲜叶匀匀浆悬浮浮发酵体体系工艺艺放大指指标的研研究JJ.安安徽农业业大学学学报, 20000, 27( 1) : 45- 477.21 林心心炯, 刘建新新, 张张文锦.茶生物物资源循循环利用用初报茶茶废弃物物栽培毛毛木耳、黑黑木耳、香香菇试验验J.福建建茶叶, 19993( 3) : 29- 322.