氮素對(duì)茶樹產(chǎn)量與茶葉品質(zhì)具有十分重要的作用。茶園土壤氮素空間異質(zhì)性普遍存在，長(zhǎng)期的免耕等保護(hù)性耕作和肥料的條狀淺施導(dǎo)致土壤中氮素的空間分異加劇。并且，茶園普遍采用的雙行雙株側(cè)窩種植模式會(huì)加劇土壤氮素的空間異質(zhì)性。因此，探析茶樹對(duì)土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)機(jī)制十分重要。近年來，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹遺傳育種團(tuán)隊(duì)成浩課題組，對(duì)茶樹耐氮貧瘠的生理和分子響應(yīng)機(jī)制做了系統(tǒng)研究，在茶樹對(duì)土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)機(jī)制方面取得進(jìn)展。
圖1 雙行雙株側(cè)窩種植模式下茶樹的表型
圖2 土壤和茶樹組織中的氮含量
通過根系形態(tài)、氨基酸和氮素相關(guān)基因表達(dá)分析，評(píng)價(jià)了不同茶樹品種對(duì)土壤氮空間異質(zhì)性的響應(yīng)機(jī)制。在雙行雙株側(cè)窩種植模式下，不同茶樹品種對(duì)土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)能力不同。氮高效品種主要通過：優(yōu)先發(fā)育二級(jí)根系、氮素向葉片的轉(zhuǎn)運(yùn)、重要的氨基酸（茶氨酸、谷氨酸、γ-氨基丁酸和丙氨酸）相互轉(zhuǎn)化來提高對(duì)氮素空間異質(zhì)性的適應(yīng)能力。參與將γ-氨基丁酸、丙氨酸向茶氨酸、谷氨酸方向轉(zhuǎn)化的基因（CsGABA-T和CsAlaAT）在氮高效品種中上調(diào)，在低效品種中下調(diào)；而參與將茶氨酸、谷氨酸向γ-氨基丁酸、丙氨酸轉(zhuǎn)化的基因（CsGAD1和CsGAD2）在氮高效品種中下調(diào)，在低效品種中上調(diào)。另外，參與氮運(yùn)輸和同化的基因（CsGS2和CsNRT2.5）在氮高效品種中上調(diào)，在低效品種中下調(diào)。
圖3 茶樹游離氨基酸組分特征
圖4 茶樹氮調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)特性
以上研究結(jié)果已在線發(fā)表在國(guó)際園藝科學(xué)領(lǐng)域重要期刊《園藝科學(xué)（Scientia Horticulturae）》上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和浙江省農(nóng)業(yè)（茶樹）新品種選育重大科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。
圖5 重要氨基酸轉(zhuǎn)化及相關(guān)基因調(diào)控模式
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹遺傳育種團(tuán)隊(duì)?阮麗
