Чай, получаемые из сортов с пурпурными листьями, которые являются результатом долговременной естественной эволюции, выделяется высоким содержанием антоцианов, известных своими антиоксидантными, противовоспалительными и омолаживающими свойствами. В отличие от традиционного зеленого чая, пурпурный чай, который в китайской народной медицине считается «эликсиром молодости», все больше ценится за его потенциал для улучшения метаболического здоровья и профилактики заболеваний. Мировой спрос на чай против старения растет.
Чайное растение возникло в Китае и широко культивируется во всем мире как ценная товарная культура. Листья обычных чайных растений зеленые, в то время как пурпурный чай появился в результате длительной естественной эволюции. Он является натуральным оздоровительным напитком, богатым вторичными метаболитами флавоноидов.
Исследования показали, что экстракт пурпурного чая может регулировать кишечную микробиоту и улучшать состояние при ожирении и нарушениях обмена веществ, вызванных высоким потреблением жиров. Его противовоспалительные и антипролиферативные свойства также могут быть использованы для профилактики рака.
Кроме того, пурпурный чай обладает сильным антиоксидантным потенциалом, что демонстрирует преимущества в борьбе со старением и других аспектах. Учитывая эти свойства, пурпурный чай имеет высокую исследовательскую ценность как потенциальный ресурс натурального сырья для функциональных чайных напитков.
Антоцианы относятся к флавоноидам, классу природных пигментов, широко распространенных в природе, и их накопление является основной причиной пурпурной окраски растений.
Однако раскрытие молекулярной основы накопления антоцианов в чае оказалось сложным, поскольку прошлые исследования часто ограничивались отдельными сортами, предлагая лишь узкий взгляд на сложный генетический ландшафт. Учитывая эти препятствия, комплексное исследование генетических путей пурпурного чая имеет решающее значение для раскрытия его полного потенциала.
Исследователи из Китайской академии сельскохозяйственных наук устранили этот пробел, опубликовав свое исследование 10 июля 2024 года в журнале Horticulture Research, сообщается в академическом релизе.
Используя передовые геномные методы, такие как РНК-секвенирование, BSA-секвенирование и BSR-секвенирование, ученые проанализировали гибридную популяцию чая, выведенную из «Zijuan» (фиолетовые листья) и «Jinxuan» (зеленые листья). Этот комплексный подход привел к открытию ключевых генов CsMYB75 и CsANS, которые управляют биосинтезом антоцианов, а также ключевых мутаций, которые регулируют накопление пигмента и окраску листьев.
В ходе исследования были изучены 30 растений гибридного чая с экстремальными вариациями цвета листьев с помощью высокопроизводительного секвенирования. Идентифицировано в общей сложности 459 дифференциально экспрессируемых генов (DEG), при этом критические структурные гены, такие как CHS, F3H и ANS, демонстрируют более высокую экспрессию в пурпурных листьях, что стимулирует выработку антоцианов. Одним из главных прорывов стала идентификация фактора транскрипции CsMYB75, подавление которого привело к значительному снижению уровня антоцианов.
Примечательно, что 81-bp InDel в промоторе CsMYB75, как было обнаружено, увеличивает его экспрессию в пурпурном чае. Исследование также выделило такие гены, как GST, MATE и ABCC, вовлеченные в транспорт антоцианов. Используя BSA-seq и BSR-seq, исследователи определили мутации SNP и InDel на хромосомах 2 и 14, связанные с признаками пурпурных листьев, что продвинуло понимание генетической регуляции и предложило дорожную карту для селекции сортов чая с высоким содержанием антоцианов.
Лян Чэнь, старший автор исследования, подчеркнул значимость этих результатов: «Наше исследование обеспечивает критический скачок в понимании генетических факторов накопления антоцианов в пурпурном чае. Выявление CsMYB75 и связанных с ним мутаций знаменует собой существенный шаг вперед, закладывая основу для разработки новых сортов чая с усиленной пользой для здоровья. Эти генетические маркеры открывают возможности для выведения сортов с более высоким содержанием антоцианов, удовлетворяя растущий потребительский спрос на напитки, способствующие укреплению здоровья».
Помимо академической ценности, это исследование имеет многообещающие приложения. Выявленные генетические маркеры могут ускорить программы селекции сортов пурпурного чая с повышенным содержанием антоцианов, нацеленные на расширяющийся мировой рынок функциональных оздоровительных напитков. Эти новые сорта чая могут поставлять натуральные антиоксиданты, принося пользу метаболическому здоровью, борьбе со старением и профилактике хронических заболеваний.
Более глубокое понимание механизмов биосинтеза антоцианов может улучшить сельскохозяйственную биотехнологию, позволяя выращивать растения чая с оптимизированными фитохимическими профилями, преобразуя чайную промышленность и улучшая экономические перспективы.
Источник: Chinese Academy of Sciences.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.