首先感谢大会给这个机会把有关工作汇报一下，考虑到今天大家一天的狂轰乱炸信息量太大，我下面可能简要一点把我们业界目前就茶树次生代谢研究的一些基本情况，结合我们课题组做的一些工作给大家做一个汇报，不妥之处还请批评指正。 一谈到生物技术在茶叶这个方面应用非常广，从品种到栽培到加工到后面的一些产品的深加工都会用到一些生物技术，现在是一个非常大的概念，所以我今天汇报只是集中到一个点上就是次生代谢。大家说过去次生代谢研究的挺好，为什么它这个生物技术是最快的。因为传统的研究多数是用生物化学、物理方法通过一些美学进行代谢方面的研究，但从现在看手段相对落后一点，而且对深层次的途径和调控就是难以取得一些真实的资料。所以我们现在就是利用新技术发展速度非常快的技术，特别是新技术用于次生代谢研究这样会提高我们研究的效率。 下面汇报一下我们大致的一个研究的思路，我想这个也是共性的，研究茶树、研究桑树也好果树也好都是共性的。一方面是选择一些特色的茶树资源，因为我们研究次生代谢目的不是为了发几篇文章，关键还是要从下面，这是我们的目的。因此在研究起始的时候就要选择一些有特异性的茶树资源，比如说梁教授讲到的白化的、紫色的，包括这些，这些茶树资源在中间它次生代谢就非常有特色。因此选择了这么一个品种以后进行一些，目前在各个行业比较多的代谢组分析、基因组、转录组、基因表达谱、蛋白组是目前应用非常广泛的这些技术，并且筛选它的一些侯选基因，就是针对我们代谢过程中一些关键酶、关键的调控因素选择。有了这个以后再进行…基因要功能验证，因为现在的基因非常多，现在我们也在做基因组和转录组成千上万，到底哪一些有用、哪一些没有用，你都要做一些侯选，最后功能验证必须要取的。有了这个以后再来阐述我们次生代谢产物的一些代谢网络，最终阐述清楚了我们的目的就出来了。一个是作为种子资源的一个筛选，就是哪些可能产生的EGCG三甲基的的这个是什么茶树品种你可以把它找出来，从早期苗期可以鉴定出来。 创制种质资源，这个当然下一步是通过转基因的方式来育种特异性的资源。第二个方面就是特异性的代谢产物，我们在非天然的情况下把它增加天然产物通过代谢工程和合成生物学来进行体外创制。这样我们既可以喝到茶叶，也可以产生一些我们现在在茶叶里面提取的次生代谢产物，而且产量非常高，效率非常高的。这就是我总的研究的思路汇报一下。

我具体报告的内容分七个方面，下面分项叙述。 我讲到茶树主要的次生代谢和合成代谢网络，这个东西是非常复杂的一类物质，但是现在大家的集中度非常高。为什么叫做次级代谢或者叫做次生代谢？国际方面了，这类物质它本身对生长发育方面并没有直接功效，这是大家公认的，为什么叫次级不叫…代谢。这种往往也是限定在某些植物里，不是广泛的存在生物界，特别是有一些特性的基本限制在一个种子的…，这个就是对我们在研究植物和研究茶树的时候可能更具有针对性。 那么这个物质往往它的产生是初级代谢的一个分支，合成出来。最后一点是我们现在可能要调整，过去认为这都是一些废物就是waste，这个既然是废物，就像我们人一样是盲肠，盲肠是器官的，它到底有什么重要的，五脏六腑都没有把它…，但是你把它割掉了可能还是受影响。在这俩身上从过去看作为一个废产物，但是现在看这些产物具备很多的功能，这些功能大概罗列有这些，这是植物界，包括茶叶都具有。 比如作为信号物质调节我们的生理代谢，过去我们讲到这些生长素这些植物激素作为一般的调节生长，这些可能作为我们的一个代谢。包括酚类物质水杨酸这是作为一个信号传导对植物的生长调控非常有用。生理代谢类胡萝卜素，大家知道。结构物质的，像木质素就是我们黄酮类物质代谢在下面木质素类，这是代谢。包括抗逆性能，现在很多的这个黄酮类，我们包括咖啡碱这一类西方都作为它的代谢的抗逆或者是抵御的，生物的侵害这些功能已经显现出来。 那么这张图更明确了表示了我们现在跟茶叶相关的其他类物质。比如说讲到的工业物质现在作为一种药用的，作为一种花的颜色朵的颜色，包括茶树的颜色。第二方面是生物碱类的，刚才讲了抗虫性，抵御一些这种。包括做药用粥的，我们现在很多的一些生物碱作为专业的。那么萜类化合物是跟茶叶具体相关，同时也是昆虫这种授粉各个方面的一个诱导物。它在很多方面作为我们的调味品或者是化妆品，这都是它的一些功效和产物。 那么涉及到，我们现在研究主要的一些特征性能，就是三大类。多酚类、生物碱和茶氨酸，这是目前我们研究的。那么还有就是萜烯类的这一大类物质，萜烯物质特别应该在我们茶叶中含量并不高，但是它的功效非常明显，主要是跟茶叶的色香味就是功效非常的明显。我们归结起来一个是影响茶叶本身的色相为品质，第二个涉及到我们大量的健康功能。是喝茶为什么有益健康主要在这一点，而不是喝糖、蛋白或者是淀粉，不是喝这些东西。 多酚类物质大家都清楚，这里讲一些有趣的就是我们在研究过程中过去发现了一些问题，这里跟大家报告一下。就是茶树中，大家知道多酚类是它最主要的，也是目前我们研究集中的最高的。这个从现在的研究来看主要是以EGCG为主的这类…，我们研究茶树鲜叶就是茎干部分叶子里面，EGCG这一类的物质含量最高，这是大家公认的，在茶树里面占了60%、70%是这个物质。但是在我们研究过程中发现茶树的根部并不是以这种简单的酚类为主，以原花青素为主。这是现在我们课题组正在做这个PI，这个在现在也是个重点就是研究花青素的，因为这是整个代谢调控中间一个非常重要的一个部分，可以转化为多类的酚类物质的一个交界点在这里。 那么这一类物质涉及到我们几大途径，大家也很清楚。包括第一个莽草酸，主要是对类的，这是我们…。第二类苯丙烷类代谢，主要是讲木质素类…。第三类是我们现在关注的…类代谢为主的，这是类黄酮类。那么类黄酮类，现在我们做的前期主要是做…素，这个代谢怎么调控。从现在看…的这个基本途径也比较清楚，代谢的这些、调控结点和酶也比较清楚。那这个蓝点在什么地方呢？就是原花青素，刚才讲到原花青素，它是中间里面非常重要的分支，它的结构和它整个的调控方向会干扰到我们其他的酚类物质的产量和最后代谢的一种。因此现在我们的关注点可能重点转移到这个方向上研究。 那么这是我们重点做得关于转录组的一些各个结点上面可能存在的一个转录因子调控结点，这个就是按照分类做了公布一下。 第二类是生物碱类。这类物质应该说现在研究的基本算是比较清楚，当然中间有一些关键酶和关键调控的因素在里面。特别是日本人发现了合成酶以后成为我们茶叶界的一个研究热点。 这是它的一些代谢的，提供甲基通过蛋氨酸的这么一个途径，经过嘌呤环的，这是中间关联的。那么结点就是甲基转移酶和甲基核苷酶，这两类是目前研究的比较热的，也就是在分布里面我红线标的，其他蓝的部分基本上都是经过克隆、功能验证，也都是在登录，这两个红的部分目前是大家集中在研究，在朝着没有研究明白。这是目前研究的一个热点。 那么茶氨酸也是茶叶中间一个特殊的氨基酸，那么这种从它的功能现在还没有非常的明确。主要我们的重点是茶氨酸的合成酶。 这块研究也是一样，现在是我们集中研究的。这个蓝的部分都是继发现的比

那么这个物质它的整个合成途径在我们生理生化书上讲的很明智，这个加完了途径，包括加…途径，中间一些结点，这是往茶叶的香气方面合成的一个途径。 那么如果在叶绿体进行部位来看，从它的质体、细胞质到线粒体，这类物质都是非常丰富的，合成，包括它的，那么从现在看在细胞质的，我们讲到的一些倍半萜的一些物质，包括我们单萜类物质，这是我们现在关注的还有香气的一些特殊部位和合成的一些关键酶。现在我们一个实验室课题组专门就这个在研究这个方面的研究工作。 那么刚才讲到我们关注茶叶的次生代谢的途径，过去就是单点，从现在我们研究，越研究越吃不准，就是它的网络的途径非常多，就是牵一发而动全身。过去我们经常是用生化的加一点酶产物这么来分析，消长关系来研究。从现在来看这个已经不全面了，因为它已经是在代谢频道非常丰富的这么一个物质。在不同的器官、不同的组织、不同的细胞细胞器都广泛分布这种代谢品种，那么到一定时期它的转录调控启动了，它这个途径非常旺盛，到一定时期它又沉默了，另外一条途径又上来了。因此我们经常的消长关系往往会出现一种错误的感觉，这在我们前期研究过程中也吸取这种教训了，经常用这种简单的消长关系表明它的代谢的分布怎么样，来表明它的途径结果来看已经错误的信息化已经给我们了，我现在对这个代谢的途径和网络进行一个全方位的要求。 但是这种代谢途径网络中间涉及到很多的就是调节的限速酶、关键酶，这些酶往往在茶树里面现在发现也是有多基因家族来调控的，不是单一的酶，如果单一酶我们研究起来相对方便。它关键是由多基因家族来编码，就是我们过去讲的很多是同宗酶，在不同的时期它的表达是不一致的，这带来我们网络调控就是研究的难度增加了，而且这些酶很多是有多酶复合体形式存在的。

好，第二个部分跟大家汇报一下代谢组学。刚才李良教授已经讲了一部分，我这里过一下。 那么这个代谢组学也是近几年发展的比较迅速，过去我们讲我们就一种单一物质来就它谈，现在谈的不全面了。因此代谢组学主要是对一些代谢的网络进行比较丰富的，它的前提是不以单一成分为研究目的，是全所有的代谢次生代谢产物。这一点就是从它的全面性上系统性上比我们历史研究的更为深入一些。 但是要做好代谢组学的一个前提就是我们现在的分析手段上来了，前面梁教授也谈到了就是我们通过一种简单的质谱联用技术就可以，下去130几个样品就出来了。那么我们这样颜色的近两年也是通过技术取得一些老数据，前提是分析技术上来了。 第二个是我们数据分析，大量海量的数据最后通过什么样的数据分析取得真实的一个结果，这两个是必要因素。 现在仪器东西，我们现在国内的话硬件建设跟国外差异不大，这些仪器大家都可以。 数据分析一样，从成分分析，包括一些神经网络的，包括我们前面讲到的数据通过聚类这些都可以获得数据。 这里提一个典型的例子就是…，国外一个叫做针对番茄的次生代谢。…两万个单一碎片里面最后把它整合就是322种次生代谢成分，有了这个以后对它下一步的代谢调控，它一增进去把所有的代谢物的消长，在不同的时空的分布就搞得比较明白了，这样我们把它传到我们的代谢网络途径。这是一个最基本的。 那么这个是我们实验室做的一些就是我们针对黄酮类进去以后用质谱联用技术，那进入了我们…然后50个…出来点清楚，这个就是前面第一章，那么这个联用技术把它一些质谱打出来，特别是对于一些定量，定性现在相对容易一点，但是定量这个难度比较大一点，刚才我们用联用技术把一些定价的把它定出来，现在一分下去二三十种，细胞可以做到定量的。对一些含量极低，又非常重要的一些…通过一些质谱定量离子来对它进行定性定量，这一点从我们现在一些分析手段已经达到这个目的了。 我们得到一些基本的代谢物以后，最后按照它的时空和，我们这个也是做了，近期发表一篇文章在…上面就是把所有的我们测出来这些按照它的空间、压叶，包括近根把它分布。然后不同…在这个过程中它的表达的强度，这样进行一个组合以后把它非常明确的说明在不同的时期、不同的空间的，它的表达方式…出来了。 第三基因组的测序，这也是目前发展比较快的，特别是随着基因…技术。因为这个组学发展出来以后说白了就是从整体的来思考我们整个基因表达水平一些功能的，这个…就是这是一个很大的进步。它基于的条件一个是高通量的实验方法。现在大家知道过去我们要花几千万、几个亿来测一个点，现在可能降到两三千万基本搞定…。那么同时结合大数统计分析方法，这个在现在也有一些公司，他们一些分析公司做得非常好，特别是华大像这些地方做得非常庞大。特别是涉及的就是拟南芥和水稻这些模式植物基因组的全体功能，基因组解析以后为我们研究茶树的代谢组提供一些非常好的途径。从后面很多研究是利用拟南芥和其他的比如说烟草什么其他业务来进行研究我们茶树的一些次生代谢。 这个基因组学它的一些基本优势，前面大家都清楚，它的一些基本的功能做了…的定位，包括研究它的…。我们关注的是这个提高一些新工作基因跟我们代谢和抗性有关，就是刚才梁教授讲到的我们的目的是为了利用，从前面有一些基本的物理…，基本的一些代谢把它整个刺激出来以后关键是做这种工作。这是目前基本条件已经具备了，从我们现在研究的进度也在加快，我看全国的进度都非常快。 那么作为测序的方法现在有很多种，这里是作为我们重点实验室的简单介绍一下，基于RAD的测序方法主要筛选一些纯合度比较高的。但是问题现在是从前面选择的材料看，我们现在选择的除了野生古茶树，还有一个栽培种。从目前的情况看这些几个选择材料看，基因组大小基本确定了，跟前面报道的大家觉得4个G左右，现在扩展的地方比较准确是3.25左右，但是比较高，都得到2.0左右。即使是野生的古茶树低一点也达到1.5，同时序列的重复率相当高，这就为我们后面的组装带来很大的问题。就是你所测的深度不够，这样出来的数据很难取得你所需要的一些目的基因，就是我们前面讲侯选基因，因为后面的功能验证，包括一些很难再操作下去了。这是目前我们做的一些工作。 第二个方案就是用单倍体材料，这样可以减少一些干扰。我们从现在看单倍体材料实际很早以前我们茶叶界就做了，我这里说是1968年就开始了用花药培养，培养出来一些组织、培养出来一些植株。这都报道有这个方面的工作。但是问题是现在从保留下来的不多的，我们实验室在这个基础上又开始再进一步做这个工作，还用了孤雌生殖这个方式做了一些个集体培养。从现在检测的情况看基本上能够确定可能是单倍体或者是双单倍体，这样就给我们项目再深度的进行基因组的测序