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茶叶中赤霉酸检测技术与代谢行为研究取得新进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-11-19 来源:中国茶叶 作者:姜长岭 浏览次数:200
 茶叶中赤霉酸检测技术与代谢行为研究取得新进展

 近日,农业农村部茶叶质量监督检验测试中心(以下简称茶叶质检中心)在茶叶中赤霉酸(GA3)检测技术与代谢行为研究中取得新进展,建立了茶叶中13种植物激素高灵敏检测方法,首次发现外源GA3在茶树新梢中形成代谢产物iso-GA3,揭示了GA3与iso-GA3在茶树种植、加工以及冲泡过程中的迁移转化规律,相关研究在Journal of Agricultural and Food ChemistryJournal of Chromatography B 和《食品科学》上发表。

图1 茶叶中13种酸性植物激素检测方法流程图

GA3是一种植物内源激素,亦是一种广谱性植物生长调节剂,具有促使茶树新梢提早萌发和促进新梢生长作用,从而提高茶叶产量。茶树新梢中GA3含量极低,对检测方法的灵敏度要求非常高;外源GA3在茶叶中的降解动态规律尚不清楚,不利于GA3在茶树上的安全使用与茶叶中GA3质量安全管控。茶叶质检中心利用现代质谱技术,建立了茶叶中GA3等13种植物激素UHPLC-MS/MS高灵敏检测方法。该方法采用分散固相萃取(D-SPE)与混合模式阴离子交换柱(MAX-SPE)固相萃取富集纯化技术,实现了茶树鲜叶中赤霉素、生长激素、细胞分裂素、脱落酸等13种植物激素高灵敏精准定量分析。

该方法应用于茶树休眠期、光诱导处理、外源激素处理以及虫害胁迫下植物激素含量的变化差异。研究发现,茶树新梢从进入休眠期开始到第二年新梢萌发的过程中,越冬芽中GAs与IAA的含量都呈现整体上升的趋势,而ABA含量先降低后升高;不同光源对茶树新梢激素含量存在显著影响,红光是维持GA1与GA20含量在正常水平的主要光源,绿光、紫光以及红白光下能够促进ABA含量增加,黄光则抑制IAA、ABA、GA1及GA20的生成;外源GA3诱导GA1含量上升,ABA,GA4和IAA的含量急剧下降;JA诱导激素变化的结果则与GA3相反;茶树在茶尺蠖虫害下发生植物应激反应,GA4和ABA含量降低,GA1含量显著上升,从而抵抗虫害胁迫。

图2  植物激素在茶树休眠期(A)、光诱导处理(B)及外源激素处理与虫害胁迫下(C)的含量变化

此外,茶叶质检中心研究团队通过田间试验探究了外源GA3在茶叶生产过程中的代谢行为,首次发现了茶叶中GA3转化为iso-GA3,揭示了茶叶种植、加工与冲泡过程中GA3与iso-GA3降解动态规律。在种植过程中,茶树新梢中GA3根据一阶动力学方程拟合,消解的半衰期为2.46~2.74 d;GA3在该过程中容易转化为iso-GA3,该代谢产物具有比母体GA3更长的残留时间;同时,外施GA3可以增加促进生长的内源植物激素的比例,并导致茶树快速生长。

在红茶、绿茶加工过程中,GA3大量转化为iso-GA3,导致干茶中iso-GA3的含量远高于GA3;通过比较两种不同加工方式对目标物残留行为的影响,发现绿茶加工过程中的杀青环节对GA3以及iso-GA3的降解发挥重要作用。在冲泡过程中,GA3和iso-GA3的浸出率为77.3%~94.5%。该研究为外源GA3在茶园中安全使用与茶叶中GA3风险评估提供了技术支撑与基础数据。

图3  GA3及其降解产物iso-GA3在茶叶种植、加工以及冲泡过程的消解动态

该研究得到中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金和现代农业产业技术体系项目资助。 

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jafc.0c06025

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570023219318355

http://www.spkx.net.cn/CN/10.7506/spkx1002-6630-20190528-348

(资料来源:中国茶叶)

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