普洱茶中菌株的生物學(xué)特性及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析

茶樹是山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)茶組植物，富含茶氨酸、兒茶素、咖啡堿等特征性次生代謝物，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物。茶樹生物學(xué)的研究?jī)?nèi)涵主要是以茶樹為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用植物遺傳學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)和組學(xué)等學(xué)科的理論與技術(shù)，通過挖掘關(guān)鍵基因，解析生化功能，揭示分子機(jī)理，構(gòu)建調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為認(rèn)識(shí)茶樹生命規(guī)律及發(fā)展未來茶葉科技提供科學(xué)指導(dǎo)。近5年來，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，我國(guó)茶葉工作者凝心聚力，在茶樹基礎(chǔ)生物學(xué)研究上取得了可喜的成績(jī)，特別是在茶樹基因組解析、重要功能基因分離克隆、次生代謝產(chǎn)物合成/調(diào)控及其生理功能、抗逆新機(jī)制解析等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。

一、“十三五”期間主要研究進(jìn)展

1. 解析茶樹及其野生近緣種基因組(1)解析了茶樹阿薩姆變種的基因組茶樹阿薩姆變種是我國(guó)西南地區(qū)及周邊國(guó)家的主要栽培型茶樹，屬喬木型，葉大，適制紅茶和普洱茶。2017年6月，高立志團(tuán)隊(duì)以云抗10號(hào)茶樹品種為材料，解析了栽培茶樹阿薩姆變種的參考基因組，開啟了茶樹基因組學(xué)研究的序幕。茶樹基因組近期曾經(jīng)發(fā)生過一次全基因組重復(fù)事件，并且通過顯著性地?cái)U(kuò)增與黃酮、萜類物質(zhì)生物合成及抗病基因來影響其兒茶素含量分布、茶葉風(fēng)味和茶樹的全球生態(tài)適應(yīng)性。研究還對(duì)25種山茶屬代表性植物的兒茶素類化合物、茶氨酸和咖啡堿含量進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)，茶組植物和非茶組植物在兒茶素類化合物和咖啡堿含量上差異明顯;進(jìn)一步基因表達(dá)和進(jìn)化分析表明，兒茶素類化合物代謝通路和咖啡堿代謝通路基因的表達(dá)模式和序列變異可能是造成該現(xiàn)象的主要原因，與茶葉的品質(zhì)和適制性密切相關(guān)。

茶樹基因組和基因家族的進(jìn)化

(2)解析了茶樹原變種的基因組茶樹原變種是目前栽培最為廣泛的茶樹類型，具有葉小、分布廣、適制性高等特點(diǎn)。2018年3月，宛曉春團(tuán)隊(duì)以舒茶早為材料破譯了茶樹原變種的基因組。發(fā)現(xiàn)栽培茶樹與獼猴桃的物種分化時(shí)間大約發(fā)生在8 000萬年前，茶樹原變種與阿薩姆變種的物種分化時(shí)間發(fā)生在38萬～154萬年前。與阿薩姆變種類似，茶樹原變種基因組近期曾發(fā)生過一次全基因組重復(fù)事件，且該事件及后續(xù)串聯(lián)復(fù)制導(dǎo)致了大多數(shù)次生代謝相關(guān)基因拷貝數(shù)顯著擴(kuò)增。首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了一個(gè)參與茶氨酸合成的關(guān)鍵酶基因(CsTSI) 具有體外合成茶氨酸的酶活性。陳亮團(tuán)隊(duì)和宛曉春團(tuán)隊(duì)分別對(duì)茶樹舒茶早基因組組裝的連續(xù)性和基因注釋的完整性進(jìn)行了提升，獲得了茶樹全基因組重復(fù)事件對(duì)茶葉品質(zhì)和抗性形成深入的認(rèn)識(shí)。

2020年4月，宛曉春團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步以舒茶早為材料，獲得染色體級(jí)別的茶樹原變種參考基因組序列。發(fā)現(xiàn)茶樹基因組高含量的重復(fù)序列不僅是其基因組龐大的主要原因，而且還可通過內(nèi)含子插入使得基因平均長(zhǎng)度增加和部分重復(fù)基因的功能發(fā)生分化。發(fā)現(xiàn)所選取樣品被清晰地分為阿薩姆類型、中國(guó)種類型和野生類型;來自國(guó)內(nèi)不同地區(qū)的茶樹遺傳多樣性研究結(jié)果支持了我國(guó)茶樹的西南起源假說，同時(shí)鑒定得到一些與茶葉品質(zhì)和茶樹抗逆性密切相關(guān)的候選馴化基因。

2020年4月，以碧云為材料，高立志團(tuán)隊(duì)獲得了茶樹原變種碧云染色體級(jí)別的參考基因組。發(fā)現(xiàn)茶樹原變種和阿薩姆種基因組中LTR逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子經(jīng)歷了較為相似的進(jìn)化歷史。

2020年9月，楊亞軍團(tuán)隊(duì)以龍井43為材料，獲得了茶樹原變種龍井43約3.26 Gb的參考基因組，注釋得到33 556個(gè)高質(zhì)量的蛋白編碼基因。發(fā)現(xiàn)大量與茶樹抗病、風(fēng)味代謝和自交不親和相關(guān)的基因家族在龍井43基因組中發(fā)生了顯著擴(kuò)張，且與抗逆等相關(guān)基因受到強(qiáng)烈的正選擇。系統(tǒng)構(gòu)建了栽培茶樹的群體結(jié)構(gòu)及其進(jìn)化歷史。發(fā)現(xiàn)茶樹栽培區(qū)域的擴(kuò)張和引種馴化顯著增加了茶樹種群間的雜合性和基因流;揭示了茶樹原變種和阿薩姆變種在馴化過程中的選擇方向存在差異;相比阿薩姆變種，茶樹原變種中與風(fēng)味相關(guān)的萜烯類代謝基因和抗病基因在馴化過程中更傾向于受到強(qiáng)烈的選擇。

‘龍井43’基因組特征和質(zhì)量評(píng)估結(jié)果

2021年5月，以烏龍茶適制品種黃棪為材料，葉乃興團(tuán)隊(duì)獲得茶樹原變種黃棪二倍體染色體級(jí)別基因組與單體型染色體級(jí)別基因組。發(fā)現(xiàn)黃棪與舒茶早和龍井43品種之間存在廣泛的結(jié)構(gòu)變異，包含大量諸如萜烯類合成酶等與香氣途徑相關(guān)的基因，可能與黃棪的高香品種特性有關(guān)。此外，劉仁義、楊貞標(biāo)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合陳亮團(tuán)隊(duì)還利用136個(gè)代表性茶樹資源的轉(zhuǎn)錄組和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)，深入研究了茶樹種群與特殊代謝物之間的關(guān)系，為闡明茶樹中特殊代謝物的多樣性形成機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

(3)解析了栽培茶樹野生近緣種的基因組2020年7月，以采自云南保山深山中的一株野生茶樹為材料，聞瑋瑋團(tuán)隊(duì)完成了首個(gè)高質(zhì)量染色體級(jí)別的茶樹野生近緣種DASZ基因組。發(fā)現(xiàn)相比舒茶早基因組，DASZ基因組注釋出更多的R基因，可能與其抗逆性密切相關(guān)。揭示了中國(guó)茶樹育種中存在諸如福鼎大白茶和鐵觀音等數(shù)個(gè)骨干親本;茶樹種質(zhì)資源間基因交流頻繁，遺傳多樣性豐富。鑒定出176個(gè)與茶樹兒茶素類化合物生物合成顯著關(guān)聯(lián)的遺傳變異位點(diǎn)和關(guān)鍵基因。選擇性清除分析發(fā)現(xiàn)，古茶樹和栽培種在遺傳和代謝水平上并未顯著分化，暗示著茶樹在風(fēng)味品質(zhì)上可能未受到長(zhǎng)期定向的人工選擇。

(4)構(gòu)建了茶樹基因組及生物信息學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)以茶樹基因組圖譜為框架，“十三五 ” 期 間 先 后 構(gòu) 建 了TPIA(Tea plant information archive)、TeaPGDB(Tea plant genome database)茶樹基因組數(shù)據(jù)庫(kù)。以茶葉代謝和健康功效數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別構(gòu)建了TMDB(Tea metabolome database)、TBC2health、TBC2target數(shù)據(jù)庫(kù)。茶樹可變剪切數(shù)據(jù)庫(kù)TeaAS(Tea alternative splicing database)近期也上線運(yùn)行。

茶樹基因組學(xué)與生物信息學(xué)平臺(tái)TPIA

2. 克隆了一批與茶葉品質(zhì)和茶樹抗性相關(guān)的功能基因(1)克隆了茶氨酸合成的關(guān)鍵基因CsTSI證明了CsTSI具有體外合成茶氨酸的酶活性。CsTSI基因的克隆不僅為培育高茶氨酸茶樹品種提供了一個(gè)重要新基因，也為揭示茶樹茶氨酸調(diào)控的分子機(jī)制提供了新線索。

(2)克隆了苦茶堿合成關(guān)鍵基因CkTcS驗(yàn)證了R226、I241和C27是影響CkTcS N9-甲基轉(zhuǎn)移活性的關(guān)鍵氨基酸殘基。CkTcS基因的克隆為今后培育富含苦茶堿茶樹新品種或通過微生物發(fā)酵合成苦茶堿奠定重要理論基礎(chǔ)。

(3)克隆了芳樟醇/橙花叔醇合成關(guān)鍵基因CsLIS/NES該基因?qū)俨铇漭葡╊惡铣擅富?，在茶樹葉片和花中，可通過可變剪切形成全長(zhǎng)(CsLIS/NES-1)和斷頭(CsLIS/NES-2)兩個(gè)轉(zhuǎn)錄本，其蛋白產(chǎn)物分別定位于葉綠體和細(xì)胞質(zhì)，前者催化芳樟醇的生物合成，而后者催化橙花叔醇的生物合成。CsLIS/NES基因的克隆對(duì)增進(jìn)茶葉香氣品質(zhì)的定向育種、栽培和加工技術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。

(4) 克隆了參與茶樹單寧化合物水解的關(guān)鍵基因CsTA發(fā)現(xiàn)不同于微生物的單寧酶基因，植物的單寧酶基因具有獨(dú)立的進(jìn)化起源。茶樹單寧酶CsTA基因的發(fā)現(xiàn)和克隆為茶樹等富含單寧化合物的園藝作物品質(zhì)調(diào)控和優(yōu)良品種選育提供了理論依據(jù)。

此外，如CsGS2、AlaDC、CBF、CsWRKY2等與茶葉品質(zhì)和抗性相關(guān)的基因也相繼克隆。這些基因的克隆對(duì)深入認(rèn)識(shí)茶樹重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)具有重要意義，同時(shí)也為通過遺傳改良培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的茶樹新品種提供了重要靶點(diǎn)。

3. 初步揭示茶樹次生代謝的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(1)茶樹黃酮類化合物的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析克隆參與紫娟茶樹品種花青素調(diào)控的關(guān)鍵基因CsMYB75和CsGSTF1。煙草過表達(dá)CsMYB75基因能夠激活CsGSTF1基因的表達(dá)，證實(shí)CsGSTF1可參與茶樹花青素苷的液泡轉(zhuǎn)運(yùn)。從龍井43中分離克隆CsMYB4a基因，發(fā)現(xiàn)CsMYB4a可以結(jié)合CsC4H、 Cs4CL、CsCHS、CsLAR和CsANR2基因的啟動(dòng)子，調(diào)控茶樹花青素的積累。研究還發(fā)現(xiàn)茶樹花青素的生物合成亦受到DNA甲基化的調(diào)控，紫娟茶樹品種的CsAN1基因啟動(dòng)子的甲基化程度與其花青素含量存在一定聯(lián)系，CsAN1基因啟動(dòng)子低甲基化水平會(huì)導(dǎo)致紫娟芽葉中花青素的大量積累。遮陰條件下，茶樹鮮葉中黃酮醇、兒茶素類物質(zhì)含量降低，黃酮類代謝途徑基因(CsCHS、CsF3'5'H、CsDFR、CsFLS及CsUGT等) 轉(zhuǎn)錄水平顯著下降，且與UV-B光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑基因表達(dá)高度相關(guān)。

(2)茶樹茶氨酸的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析從舒茶早中克隆根部特異表達(dá)的茶氨酸合成酶關(guān)鍵基因CsTSI，相比茶樹根部組織，茶樹的葉片組織尤其是嫩梢中也發(fā)現(xiàn)較高含量的茶氨酸，其含量積累可通過原位合成和根部運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)。茶樹細(xì)胞質(zhì)和葉綠體是茶樹嫩梢組織茶氨酸生物合成及分布的主要場(chǎng)所，證實(shí)CsGS1.1和CsGS2是茶樹葉片組織茶氨酸生物合成的關(guān)鍵酶基因，且其含量和分布受到光照的調(diào)控。分離并克隆參與茶樹茶氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵基因CsAAP1(Amino acid permease)，該基因在茶樹根中的表達(dá)模式與茶氨酸的運(yùn)輸季節(jié)及從根到新梢的運(yùn)輸效率高度相關(guān)，表明CsAAP1在茶樹茶氨酸長(zhǎng)距離運(yùn)輸過程中起到重要作用。丙氨酸脫羧酶基因AlaDC(Alanine decarboxylase)在茶樹根中的表達(dá)水平顯著高于葉片組織，可以催化丙氨酸脫羧生成乙胺，參與茶氨酸降解的關(guān)鍵基因CsPDX2.1(Pyridoxine biosynthesis 2)在白化茶樹品種中的表達(dá)水平顯著低于綠色茶樹品種，可催化茶氨酸水解為乙胺和谷氨酸，表明CsPDX2.1基因具有體外水解茶氨酸的功能。

與茶氨酸合成和轉(zhuǎn)運(yùn)基因分離克隆相比，茶樹茶氨酸生物合成的分子調(diào)控機(jī)理研究起步較晚。構(gòu)建了茶樹茶氨酸代謝通路基因與轉(zhuǎn)錄因子的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，鑒定得到14個(gè)可能參與茶樹茶氨酸生物合成調(diào)控的候選MYB轉(zhuǎn)錄因子，為今后茶氨酸調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析奠定了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。負(fù)調(diào)控茶氨酸生物合成的關(guān)鍵基因CsMYB73屬 R2R3 類型 MYB 轉(zhuǎn)錄因子，為核定位蛋白，其在茶樹葉片發(fā)育過程中的表達(dá)模式與茶氨酸的積累模式呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。參與茶樹茶氨酸生物合成的正調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子CsMYB6可通過結(jié)合茶氨酸合成酶關(guān)鍵基因CsTSI的啟動(dòng)子，激活CsTSI的表達(dá)，正調(diào)控茶樹茶氨酸的生物合成。

(3)茶樹咖啡堿的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析茶樹咖啡堿合成酶基因TCS編碼369個(gè)氨基酸，既可催化7-甲基黃嘌呤轉(zhuǎn)化為可可堿，也可催化可可堿轉(zhuǎn)化形成咖啡堿。TCS1基因在茶組植物中具有多個(gè)等位變異，其中TCS1的第269位氨基酸殘基對(duì) TCS 的活性和底物識(shí)別中起著重要的作用。對(duì)來自中國(guó)14個(gè)省共計(jì)44個(gè)茶樹品種的TCS1基因進(jìn)一步比較分析發(fā)現(xiàn)，茶樹TCS1基因的外顯子區(qū)包含31個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(SNP)，其中SNP4318的定點(diǎn)突變(His153Tyr)可顯著提高茶樹可可堿合成酶和咖啡堿合成酶的活性，驗(yàn)證了SNP4318變異與咖啡堿含量的關(guān)系。

紅芽茶和可可茶是2種以含可可堿而非咖啡堿為主的茶樹物種。HYC和CCT分別是紅芽茶和可可茶的咖啡堿合成酶基因。研究發(fā)現(xiàn)，HYC和 CCT均編碼365個(gè)氨基酸，二者僅在第227位(Glu227Lys)和287位(Arg287His) 存在2個(gè)氨基酸的差異。重組蛋白酶活實(shí)驗(yàn)表明，HYC和CCT均只能催化可可堿的形成而不能以可可堿為底物繼續(xù)合成咖啡堿。

4. 解析茶樹次生代謝的生理功能(1)發(fā)現(xiàn)香氣糖苷物質(zhì)應(yīng)答茶樹低溫和病蟲害的新功能茶樹香氣糖苷在茶葉香氣品質(zhì)形成及茶樹逆境脅迫應(yīng)答中具有雙重作用。鄰近茶樹接觸到受害茶樹釋放的揮發(fā)物質(zhì)后，會(huì)提前啟動(dòng)自身的防御系統(tǒng)。進(jìn)一步通過對(duì)受害茶樹釋放的揮發(fā)物質(zhì)定量分析，結(jié)合外源揮發(fā)物質(zhì)暴露實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)順-3-己烯醇等香氣物質(zhì)在茶樹個(gè)體間信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用。在茶樹中篩選到可高效轉(zhuǎn)化順-3-己烯醇的關(guān)鍵酶基因UGT85A53，該基因可催化順-3-己烯醇發(fā)生糖苷化，參與茶樹的蟲害防御反應(yīng)。

茶樹香氣糖苷物質(zhì)還可參與茶樹低溫脅迫的防御反應(yīng)。在茶樹中分離克隆了可特異性催化橙花叔醇糖苷化的基因CsUGT91Q2。茶樹體內(nèi)抑制該基因的表達(dá)可顯著降低茶樹橙花叔醇糖苷的積累及抗寒能力。外源施加橙花叔醇，可促進(jìn)CsUGT91Q2的表達(dá)及茶樹橙花叔醇糖苷的積累，并提高茶樹的抗寒能力，表明橙花叔醇糖苷化在茶樹低溫脅迫應(yīng)答中具有重要作用。

(2)揭示芳香族揮發(fā)物吲哚防御茶樹病蟲害的生理功能茶樹在遭受茶尺蠖幼蟲取食后會(huì)大量釋放吲哚。用生理濃度的吲哚處理茶苗后可以顯著誘導(dǎo)茶樹中鈣離子信號(hào)、絲裂原活化蛋白激酶、茉莉酸合成等早期信號(hào)通路，通過提高茉莉酸、茉莉酸異亮氨酸以及防御相關(guān)次生代謝物的含量，增強(qiáng)茶樹對(duì)茶尺蠖的抗性。進(jìn)一步利用信號(hào)通路抑制劑結(jié)合生物學(xué)測(cè)定和代謝物分析，證實(shí)了鈣離子和茉莉酸途徑是吲哚引發(fā)茶樹防御警備、提高茶樹抗蟲性的必需條件。

二、目前存在的問題及“十四五”發(fā)展方向

1. 加強(qiáng)茶樹及其野生近緣植物種質(zhì)資源的收集與保存目前全國(guó)大部分茶樹種質(zhì)資源圃還傾向于收集和保存大量茶樹育成品種或品系，同質(zhì)化明顯且遺傳多樣性相對(duì)較低，鮮有茶樹地方品種或野生近緣種的收集與保存。然而，近年來野生茶樹的茶葉制品被過度炒作，茶葉市場(chǎng)“野生茶”“古樹茶”需求劇增，導(dǎo)致部分茶樹野生近緣種群被過度采集，生境遭遇破壞。此外，茶樹良種的大面積推廣，也一定程度上壓縮了一些遺傳變異相對(duì)豐富的地方良種的生存空間，造成部分地方良種亦處于消失的邊緣。因此，今后在茶樹種質(zhì)資源的收集工作中，建議重視加大對(duì)茶樹地方品種和野生近緣種的收集與保存工作，特別是對(duì)一些生境已處于瀕臨破壞的資源重點(diǎn)進(jìn)行搶救性收集和繁育，為今后茶樹遺傳育種奠定材料基礎(chǔ)。

2. 解析茶樹重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)以茶樹種質(zhì)資源收集為依托，進(jìn)一步突破茶樹育種理論是實(shí)現(xiàn)茶樹高效育種的關(guān)鍵，其核心是加快重要農(nóng)藝性狀相關(guān)功能基因的發(fā)掘，解析茶樹重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)。基于基因型和表型數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模全基因組關(guān)聯(lián)分析是目前解決該問題的有效途徑，然而不管是從資源的收集到核心種質(zhì)的構(gòu)建，還是從基因型和表型數(shù)據(jù)的獲取到生物信息數(shù)據(jù)的分析，還是從功能基因的驗(yàn)證到品種的育成和推廣，均需凝聚各單位和各學(xué)科領(lǐng)域科研人員的力量。只有充分發(fā)揮領(lǐng)域和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，才能力求在“十四五”闡明茶樹重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)，明確茶樹主要性狀的遺傳規(guī)律和相關(guān)基因的調(diào)控機(jī)制，這將有助于實(shí)現(xiàn)茶樹育種理論的重大突破，為定向培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的茶樹多元化新品種夯實(shí)理論基礎(chǔ)。

3. 進(jìn)一步加強(qiáng)茶樹次生代謝合成、調(diào)控及生理功能研究近年來，雖然我國(guó)在茶樹次生代謝生物合成和調(diào)控方面取得長(zhǎng)足進(jìn)展，許多參與茶樹次生代謝合成的基因相繼克隆，相關(guān)代謝通路的解析也相對(duì)清楚，但其潛在的調(diào)控機(jī)理及生理功能仍然不清楚。茶樹富含兒茶素、咖啡堿、茶氨酸、揮發(fā)性香氣物質(zhì)等次生代謝物，除參與茶葉品質(zhì)形成外，其潛在的生理功能仍需探索。今后，茶樹次生代謝的研究應(yīng)充分整合多維度生物數(shù)據(jù)，在進(jìn)一步發(fā)掘次生代謝合成相關(guān)新基因的基礎(chǔ)上，加大分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析，并探索次生代謝產(chǎn)物潛在的生理功能，特別是以健康和育種為導(dǎo)向，推進(jìn)成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

4. 探究茶樹逆境響應(yīng)的新機(jī)理近年來，對(duì)茶樹抗逆生理生化和基因發(fā)掘的研究已取得可喜成績(jī)，但對(duì)其抗逆調(diào)控機(jī)制的研究尚處起步階段。因此，今后茶樹的抗逆研究仍需進(jìn)一步加大茶樹抗逆基因的發(fā)掘及其調(diào)控機(jī)制的解析工作，尤其注重相關(guān)研究的廣度與深度，探究茶樹抗逆新基因，解析抗逆新機(jī)制，為茶樹抗逆育種和產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展夯實(shí)理論基礎(chǔ)。

5. 加強(qiáng)茶樹發(fā)育生物學(xué)研究近年來，隨著遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的快速積累，植物發(fā)育生物學(xué)得到了迅猛發(fā)展，特別是在植物開花、配子體發(fā)育、傳粉受精、胚胎發(fā)生、果實(shí)發(fā)育、根和莖端器官的發(fā)育方面取得了許多突破性進(jìn)展。然而相比其他模式植物或園藝作物，茶樹的發(fā)育生物學(xué)研究進(jìn)展也相對(duì)滯后。今后，茶樹發(fā)育生物學(xué)研究應(yīng)突出茶樹個(gè)體發(fā)育和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，加大對(duì)茶樹重要組織器官發(fā)育規(guī)律和調(diào)控機(jī)理的研究，特別是針對(duì)茶樹葉用型的特點(diǎn)，加強(qiáng)茶樹芽葉形成、葉色轉(zhuǎn)變機(jī)理、表皮毛發(fā)育、根以及株型建成的研究，為更好理解并結(jié)合茶樹發(fā)育的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)茶樹栽培和育種突破奠定理論基礎(chǔ)。

6. 加快茶樹遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立茶樹遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立應(yīng)借鑒其他作物成功的經(jīng)驗(yàn)，整合全國(guó)相關(guān)單位組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì)力量，在困擾當(dāng)前茶樹遺傳轉(zhuǎn)化體系構(gòu)建的技術(shù)瓶頸，例如如何篩選合適的受體 (茶樹品種、組織器官、農(nóng)桿菌菌株等)，探索高效的轉(zhuǎn)化方法(農(nóng)桿菌介導(dǎo)、基因槍、納米負(fù)載等)，提高轉(zhuǎn)化效率，達(dá)到縮短茶樹遺傳轉(zhuǎn)化周期等技術(shù)上進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，力爭(zhēng)在短時(shí)間內(nèi)，建立茶樹高效、穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化體系，為茶樹功能基因組學(xué)研究及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供穩(wěn)定的遺傳學(xué)材料和理論支撐。

來源：中國(guó)茶葉

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按：《中國(guó)茶業(yè)創(chuàng)新白皮書(2021)》已正式發(fā)布。

本白皮書科技創(chuàng)新部分，由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)寧井銘教授編寫。其中，茶科技創(chuàng)新方面的部分生產(chǎn)應(yīng)用，已單獨(dú)發(fā)布。本文為按照綜述體例的內(nèi)容，全文約1.4萬字，并列明106篇參考文獻(xiàn)。

一、品種選育

1、茶樹品種選育技術(shù)研究

(1)茶樹種質(zhì)資源研究

茶樹種質(zhì)資源是茶樹育種、遺傳研究和生產(chǎn)利用的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是茶產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的潛力所在[1]。種質(zhì)資源收集與保存的數(shù)量多寡和質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響著茶樹育種和茶樹生物學(xué)研究的深度和廣度。2015-2020年開展了第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)，對(duì)湖南、浙江、福建、廣東、安徽等多省的茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行了調(diào)查、征集和收集。

作為世界茶樹的起源中心，我國(guó)一直對(duì)茶樹資源的考察和收集工作十分重視，早在20世紀(jì)80-90年代，就先后組織了5次大規(guī)模的茶樹種質(zhì)資源區(qū)域性考察，征集各類茶樹資源1300份。在“十三五”期間，利用優(yōu)異茶樹種質(zhì)資源培育了新品種。通過系統(tǒng)選育、人工雜交、輻射誘變等手段，共育成無性系新品種近300個(gè)，其中系統(tǒng)選育品種超過70%、特異資源的開發(fā)和利用已成為近年來推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段，展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)潛力。優(yōu)異種質(zhì)資源可以直接用于茶樹新品種選育或者間接為茶樹遺傳改良提供優(yōu)良基因來源，因此快速、準(zhǔn)確地鑒定出育種上迫切需要的優(yōu)異資源及其蘊(yùn)含的有利基因是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

(2)茶樹遺傳學(xué)研究

茶樹具有自交不親和特點(diǎn)，由于大量的雜交和多倍化，茶樹在分類學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育上被列為植物中最具挑戰(zhàn)性的分類群之一。“十三五”期間，結(jié)合二代、三代測(cè)序技術(shù)等，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所等單位分別完成了4個(gè)茶樹品種(舒茶早、碧云、野生種DASZ及龍井43)染色體級(jí)別的參考基因組的組裝[2-5]。茶樹重要性狀(如抗逆、品質(zhì)代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等)的調(diào)控機(jī)理解析及基因挖掘取得較大進(jìn)展。如茶樹葉色變異是一個(gè)可以利用的性狀，對(duì)多個(gè)白化、黃化及紫化的品種進(jìn)行了多組學(xué)的分析，發(fā)現(xiàn)白化和黃化表型的形成多與葉綠體發(fā)育受阻和葉綠素合成受到抑制有關(guān)，其相關(guān)的基因表達(dá)較綠色葉片變化明顯下調(diào)，而紫化茶樹品種的表型則與花青素含量累計(jì)有關(guān)，在分子機(jī)制上，花青素合成途徑的功能基因及調(diào)控基因表達(dá)上調(diào)[6-8]。

借助于大批量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和基因組數(shù)據(jù)的釋放，與品質(zhì)、抗逆、生長(zhǎng)發(fā)育等形狀有關(guān)的功能基因及調(diào)控基因被批量克隆，且通過異源轉(zhuǎn)化或體外表達(dá)的方式進(jìn)行了功能的簡(jiǎn)介鑒定，為深入解析茶樹重要形狀形成調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

(3)育種技術(shù)創(chuàng)新

茶樹傳統(tǒng)自交育種采用的均為人工授粉，需要準(zhǔn)備花粉、授粉、套袋以及后期摘袋等工序，過程中會(huì)對(duì)茶樹的花朵形成多重?fù)p傷，可能會(huì)導(dǎo)致花朵脫落，影響結(jié)實(shí)率[9]。“十三五”期間開始探索和研究新的育種技術(shù)。如中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所利用神舟11號(hào)搭載茶樹種子返回后，獲得了航天茶苗。Wang[10]等利用GWAS技術(shù)，發(fā)掘出26個(gè)與春茶發(fā)芽期關(guān)聯(lián)的SNP等位變異和候選基因，并從中開發(fā)出1個(gè)dCAPS標(biāo)記，可用于分子標(biāo)記輔助育種。

2、茶樹品種選育進(jìn)展

2015年11月，第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)通過了修訂的《中華人民共和國(guó)種子法》。新版《種子法》規(guī)定：除主要農(nóng)作物和主要林木實(shí)行品種審定制度外，對(duì)部分非主要農(nóng)作物實(shí)行品種等級(jí)制度。列入非主要農(nóng)作物等級(jí)目錄的品種在推廣前應(yīng)當(dāng)?shù)燃?jí)。茶樹被列入第一批非主要農(nóng)作物等級(jí)目錄。自從新的《種子法》實(shí)施以來，2018年第一批9個(gè)茶樹品種通過了非主要農(nóng)作物品種登記，2019年有39個(gè)品種通過登記，2020年有42個(gè)品種通過登記。“十三五”期間，共有90個(gè)品種通過登記(表1)[11]。

表1 “十三五”期間通過登記的茶樹品種

(王新超等，2021)

二、種植與栽培技術(shù)

“十三五”期間在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“茶園化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)集成研究與示范”、國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)體系和地方政府的大力支持推動(dòng)下，我國(guó)茶葉科技在茶葉種植領(lǐng)域取得了階段性的進(jìn)展。優(yōu)化和改進(jìn)了無害化除草技術(shù)和生態(tài)茶園技術(shù)，集成提出了茶園病蟲害綠色防控技術(shù)模式，構(gòu)建了茶園化肥減施增效的理論、方法和技術(shù)體系，茶園環(huán)境信息感知技術(shù)和裝備取得了階段性的成果。

1、生態(tài)保護(hù)

茶園生態(tài)環(huán)境的研究和構(gòu)建對(duì)提高茶葉的品質(zhì)和產(chǎn)量、提高勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義?！笆濉逼陂g，基于茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，對(duì)茶樹的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)控制展開研究，取得了階段性的進(jìn)展。有研究表明土壤微生物活動(dòng)對(duì)茶園土壤的理化性狀、物質(zhì)循環(huán)和激素合成等起著重要作用，土壤微生物間的拮抗作用和茶樹根際中微生物菌株耐脅迫等能力都會(huì)影響茶樹的生長(zhǎng)和茶園的病蟲害防治[12,13]。有關(guān)研究針對(duì)茶園獨(dú)特的土壤生態(tài)系統(tǒng)，提出了利用微生物的生態(tài)功能，構(gòu)建“茶-草-菌”的立體栽培技術(shù)模式的生態(tài)茶園，提高土壤有機(jī)質(zhì)和改善微生物群落，進(jìn)而促進(jìn)茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育和病蟲害防治[14]。茶園施肥對(duì)土壤微生物群落特征具有重要的影響，有研究揭示不同施肥模式下土壤中微生物的數(shù)量具有明顯的差異[15]，茶園土壤微生物的多樣性隨有機(jī)肥替代比例的升高而增加[16]，隨化學(xué)氮肥施用量的增加而降低[17]。

在茶園土壤氮元素循環(huán)的微生物機(jī)制方面科研人員進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)氮肥施用量增加引起自養(yǎng)硝化和異養(yǎng)硝化作用進(jìn)一步促進(jìn)N2O的排放，嗜酸反硝化細(xì)菌和對(duì)酸性耐受性較強(qiáng)的真菌在高酸性茶園土壤N2O排放中起重要作用[18]。研究發(fā)現(xiàn)真菌在茶園土壤氮素礦化過程中起到了重要作用，對(duì)土壤凈硝化作用和凈氮礦化作用的貢獻(xiàn)大于細(xì)菌[19]。

2、綠色防控

茶園有害生物綠色防控技術(shù)是提升茶葉品質(zhì)和質(zhì)量、維持我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。隨著科技的發(fā)展，“十三五”期間茶園有害生物的綠色防控技術(shù)水平提高。

(1)綠色防草技術(shù)研究進(jìn)展

茶園中的雜草是茶園生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，雜草與茶樹互相之間對(duì)養(yǎng)分和水分的爭(zhēng)奪不利于茶樹的生長(zhǎng)，降低茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。傳統(tǒng)的人工除草技術(shù)存在耗時(shí)耗工且防效差的問題?！笆濉逼陂g，我國(guó)科技工作者對(duì)我國(guó)茶園雜草的信息進(jìn)行了修訂和整理，提出了多種免人工除草技術(shù)。齊蒙等[20]為確定中國(guó)查去已經(jīng)報(bào)道的茶園雜草有效名錄，利用清單法整理1959-2018年中國(guó)茶區(qū)茶園雜草文獻(xiàn)中茶園雜草名錄信息，結(jié)果表明截至2018年中國(guó)茶區(qū)報(bào)道的茶園雜草有效名錄為241條，分屬57科66屬。通過與中國(guó)農(nóng)田惡性雜草名錄和中國(guó)外來入侵植物名錄進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有12種雜草屬于惡性雜草[21]。茶園雜草信息的修訂整理為雜草防控奠定了基礎(chǔ)。為免除人工除草，研究表明采用生態(tài)抑草是茶園防治雜草的有效方式。在茶園中套種綠豆莖蔓、茶園行間種植白三葉草和間作鼠茅草能夠有效抑制雜草的生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)土壤溫濕度和結(jié)構(gòu)、改善土壤肥力顯著提高茶葉中的氨基酸、咖啡堿、茶多酚和水浸出物含量提高茶樹的發(fā)芽密度和百芽重[22-24]。研究提出了防草布覆蓋除草技術(shù)，研究表明在夏季覆蓋防草布對(duì)茶園行間雜草的防治效果可達(dá)100%，同時(shí)覆蓋防草布可以降低夏季茶園不同深度的土壤溫度，改善土壤水分促進(jìn)茶樹的生長(zhǎng)[25]。

(2)綠色病蟲害防控技術(shù)研究進(jìn)展

我國(guó)茶園病蟲害種類繁多，常見的茶樹病害有茶白星病、茶輪斑病、茶赤星病、茶餅病、茶炭疽病等，常見的茶樹蟲害有茶小綠葉蟬、茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶橙癭螨等。隨著科技水平的提高，對(duì)茶樹病害的病原鑒定取得了階段性的進(jìn)展。茶白星病是高海拔茶區(qū)高頻發(fā)生的茶樹病害，茶白星病最早于1887年在日本靜岡縣被發(fā)現(xiàn)，但直到1920年首次鑒定茶白星病病原菌為葉點(diǎn)霉屬的Phyllosticta sp[26], 而后巴西、巴干達(dá)等均鑒定其病原菌為E.leucospila[27]。隨著分子技術(shù)的發(fā)展和菌類信息的完善，Phyllosticta sp于2018年在我國(guó)被提出為Phoma sp. [28]，因此茶白星病的病原菌出現(xiàn)了Phyllosticta sp，E.leucospila，Phoma sp.三種不同的說法，經(jīng)過科研人員的進(jìn)一步研究，對(duì)分離得到的病原菌形態(tài)觀察、分子序列比對(duì)和致病力測(cè)試發(fā)現(xiàn)E.leucospila為茶白星病病原菌，而Phyllosticta sp為一種感染患病植物組織的重寄生真菌[29]。茶樹炭疽病屬是茶樹葉部病害的一種，但國(guó)內(nèi)外對(duì)茶炭疽病原菌歸屬一直存在爭(zhēng)議。目前研究表明炭疽菌屬Colletotrichum真菌、果生炭疽菌、膠孢炭疽菌等均可以引起茶炭疽病、茶云紋葉枯病[30,31]。

“十三五”期間對(duì)茶尺蠖和灰茶尺蠖展開了研究，研究發(fā)現(xiàn)灰茶尺蠖和茶尺蠖兩近緣種之間存在著不對(duì)稱的交配作用，其混合群體后的發(fā)生量會(huì)明顯減少，其中灰茶尺蠖對(duì)茶尺蠖的生殖干擾作用更為明顯[32]。有關(guān)研究基于COI基因酶切位點(diǎn)差異，建立了“PCR-RELP”快速鑒定方法，根據(jù)該方法初步明確了茶尺蠖和灰茶尺蠖的地理分布[33]。針對(duì)我國(guó)茶園的主要害蟲茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶小綠葉蟬等，在化學(xué)生態(tài)防控技術(shù)、物理防控技術(shù)和害蟲生物防治技術(shù)方面取得了眾多研究成果。隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，成功鑒定出了茶尺蠖和灰茶尺蠖的性信息素成分，為高效性誘劑的研制奠定了基礎(chǔ)[34]。茶尺蠖性信息素的正確鑒定，研制出了高效性誘劑，并對(duì)配合性誘劑使用的緩釋載體、誘捕器和放置密度進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，建立了灰茶尺蠖性誘殺防治技術(shù)[35]。提出了茶毛蟲、茶蠶、斜紋茶蛾、茶細(xì)蛾等害蟲的高效性誘劑產(chǎn)品[36]。通過研究茶園主要害蟲和天敵的趨光特性差異，研發(fā)出了天敵友好型LED殺蟲燈，該殺蟲燈提高對(duì)小型害蟲的誘殺效果同時(shí)顯著降低了天敵昆蟲的誘殺量[37]。成功研發(fā)出了可生物降解的紅黃雙色誘蟲板，紅色用于驅(qū)趕天敵昆蟲，黃色用于引誘茶小綠葉蟬，實(shí)現(xiàn)了茶小綠葉蟬的高效精準(zhǔn)誘殺[38,39]。依據(jù)茶園病蟲害出現(xiàn)的類型，通過以螨治螨的方式在茶園中釋放食螨胡瓜鈍綏螨防治茶橙癭螨、茶跗線螨等茶園害螨，防治效果可達(dá)到80%。對(duì)高效毒株進(jìn)行篩選，提高對(duì)灰茶尺蠖致死率的同時(shí)縮短了致死時(shí)間[40]。近年來，從斜紋夜蛾罹病死亡的幼蟲尸體分離出一種新型細(xì)菌殺蟲劑，對(duì)多種鱗翅目害蟲具有較好的防治效果，已成為茶園鱗翅目害蟲無害化防治的有效手段[36]。研究結(jié)果表明，間作黃豆、玉米可以降低茶樹茶餅病和茶炭疽病的患病率[41]。研究集成和示范推廣了茶園病蟲害綠色防控技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)化學(xué)農(nóng)藥平均減施70%以上，極大地提高了我國(guó)茶園害蟲綠色防控技術(shù)水平。

3、科學(xué)施肥

茶樹是葉用經(jīng)濟(jì)作物，茶園的合理施肥對(duì)提高茶葉質(zhì)量和品質(zhì)至關(guān)重要。“十三五”期間，國(guó)家開展了茶園化肥減施增效的專項(xiàng)研究，取得了重要的進(jìn)展。針對(duì)我國(guó)茶園施肥存在過量施肥、茶樹專用肥占比少、有機(jī)養(yǎng)分替代率低和表面撒施等問題，研究從精準(zhǔn)養(yǎng)分用量、有機(jī)肥替代化肥、調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方法和配套土壤改良等5個(gè)方面總結(jié)提出了茶園養(yǎng)分綜合管理技術(shù)策略[42]。研究表明茶園有機(jī)肥種類和使用比例對(duì)茶園的產(chǎn)量、品質(zhì)以及茶園突然具有影響，田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出在茶園有機(jī)肥替代化肥的比例在30%時(shí)茶葉的氨基酸含量更高[43]。研究揭示了茶樹品質(zhì)成分代謝對(duì)氮素用量的響應(yīng)，氮素用量過多對(duì)黃酮醇糖苷的合成具有抑制作用[44]。田間試驗(yàn)表明，在1月中旬至2月份茶樹根系生長(zhǎng)停止和地上部深度休眠的情況下，茶樹根系依然具有較強(qiáng)的氮素吸收，吸收氮素儲(chǔ)存于茶樹的根系、枝條和成熟葉中，為春季茶樹新稍生長(zhǎng)重新分配和利用[45]。研究揭示了不同減氮模式對(duì)茶園土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響，適當(dāng)減氮處理有利于增加茶園土壤中細(xì)菌菌落的多樣性，有利于茶園養(yǎng)分的高效利用[46]。研究了施肥了富硒茶園硒含量、養(yǎng)分和品質(zhì)的影響，回歸分析表明春季磷肥施用量對(duì)春茶有機(jī)硒含量有顯著影響，春、夏季氮肥施用量對(duì)夏茶有機(jī)硒含量有顯著影響[47]。提出了滴灌施肥水肥一體化技術(shù)參數(shù)和葉面施肥技術(shù)，茶樹養(yǎng)分吸收量明顯增加，養(yǎng)分淋溶損失顯著減少。近年來各地提出了多項(xiàng)化肥減施增效技術(shù)模式，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用。研究表明控釋肥和有機(jī)替代兩種化肥減施增效技術(shù)模式在廣東單叢茶區(qū)上有較好的應(yīng)用前景[48]。研究提出了6套化肥減施增效技術(shù)模式與平均施肥模式(或當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥模式)相比，茶園化肥減量23%～88%，增產(chǎn)3.3%～19.5%，新梢養(yǎng)分利用率明顯增加，同時(shí)每公頃節(jié)本增效1.17萬～2.25萬元[49]。

4、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

茶樹生長(zhǎng)狀況和茶園環(huán)境的快速感知、智能決策和精準(zhǔn)實(shí)施是實(shí)現(xiàn)茶園智能管理的重要前提。“十三五”期間，茶園智能化裝備技術(shù)取得了階段性的成果。在獲取茶樹生長(zhǎng)狀況感知技術(shù)方面取得了較大的進(jìn)展，研究建立了基于可見近紅外高光譜成像技術(shù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析無損監(jiān)測(cè)茶葉中的氮肥水平、磷和鉀含量的方法[50,51]，探明了使用高光譜成像技術(shù)結(jié)合深度學(xué)習(xí)監(jiān)測(cè)茶葉中的葉綠素的可行性[52]。利用近紅外光譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)開發(fā)了一種有效的茶園土壤分析技術(shù)，對(duì)茶園土壤中的有機(jī)物和總氮含量進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)茶園土壤肥力進(jìn)行判別，研究結(jié)果有助于物聯(lián)網(wǎng)傳感器在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶園建設(shè)中的發(fā)展[53]。針對(duì)茶園害蟲識(shí)別依靠人工效率低的局限性，提出了采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)茶園害蟲的智能識(shí)別[54]?；谖锫?lián)網(wǎng)、多媒體、計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別、GIS等技術(shù)構(gòu)建了茶樹病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)合自動(dòng)蟲情燈、自動(dòng)性誘儀、孢子不著儀、智能氣象儀、高清攝像機(jī)等物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了茶園生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、蟲情監(jiān)測(cè)、病蟲害預(yù)警等功能，該監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在英德市試點(diǎn)茶園進(jìn)行了應(yīng)用，有效的提高了茶園病蟲害防治工作效率，促進(jìn)了英德市茶葉產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)和可持續(xù)發(fā)展[55]。利用數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)結(jié)合深度學(xué)習(xí)識(shí)別茶樹嫩芽的采摘位點(diǎn)，為機(jī)械智能化鮮葉采摘奠定了基礎(chǔ)。提出并構(gòu)建了一套高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化茶園物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括茶樹生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)、視頻監(jiān)測(cè)平臺(tái)、水肥一體化調(diào)控平臺(tái)、茶葉質(zhì)量追溯平臺(tái)和茶樹生長(zhǎng)過程綜合管理平臺(tái)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提高茶園的管理效率，具有一定的推廣性[56]。目前茶樹生長(zhǎng)狀況和生長(zhǎng)環(huán)境的智能化感知監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備和技術(shù)還處于研發(fā)階段，應(yīng)用于茶園還處于試驗(yàn)階段，需要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化。

三、加工工藝/制茶技術(shù)

1、傳統(tǒng)加工工藝與現(xiàn)代技術(shù)的融合

(1)綠茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間，殺青和干燥是綠茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn)。研究表明，不同聯(lián)合殺青方式對(duì)綠茶感官品質(zhì)影響顯著。滾筒聯(lián)合遠(yuǎn)紅外可有效提高栗香品質(zhì)，其中以滾筒-遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合殺青處理最優(yōu)[57]。開發(fā)了電磁滾筒變溫-熱風(fēng)耦合干燥技術(shù)，這一技術(shù)具有精準(zhǔn)控溫、分段變溫的操作特性，且有利于綠茶栗香的形成[58-59]。將茯磚茶發(fā)花的冠突散囊菌用于秋季綠茶，發(fā)現(xiàn)綠茶花香增加澀味減少，品質(zhì)得到了提升[60]。

(2)紅茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間，補(bǔ)光萎凋、動(dòng)態(tài)發(fā)酵等一系列工夫紅茶加工新技術(shù)開發(fā)成功，初步實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)工夫紅茶或特色工夫紅茶的定向化加工。Chen等人研究發(fā)現(xiàn)，富氧發(fā)酵顯著提高了紅茶的品質(zhì)，在滋味上苦澀味降低，鮮味增加[61]。Hou等人將動(dòng)態(tài)萎凋應(yīng)用于祁門工夫紅茶，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)萎凋有利于花香和果香味的積累，并且茶湯鮮味增加[62]。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)了一款微型近紅外儀，用于檢測(cè)紅茶萎凋與發(fā)酵程度，并得到了較好的試驗(yàn)成果。Jin等人研究表明，使用微型近紅外對(duì)紅茶發(fā)酵程度進(jìn)行判別，判別率為75.67%;自行搭載廉價(jià)的成像系統(tǒng)對(duì)紅茶發(fā)酵程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，判別準(zhǔn)確率為81.08%[63]。

(3)白茶加工技術(shù)研究

白茶的萎凋是“十三五”期間研究的重點(diǎn)。設(shè)施萎凋技術(shù)研究不斷深入，實(shí)現(xiàn)了白茶萎凋環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、光質(zhì)光強(qiáng)等的精準(zhǔn)調(diào)控，探明了紅光萎凋技術(shù)可以降低白茶苦澀味、提高鮮爽度[64]。溫度25-30℃、相對(duì)濕度65-75%條件下萎凋35-40h，鮮葉失水速度和失水程度適宜，有利于獲得品質(zhì)優(yōu)異的白茶[65]。

(4)烏龍茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間對(duì)烏龍茶的加工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了統(tǒng)一，制定并發(fā)行了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)烏龍茶加工技術(shù)規(guī)范(GB/T 35863—2018)，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化起到了規(guī)范作用。其中還分別制定了臺(tái)式烏龍茶(GB/T 39562-2020)、水仙(GB/T 30357.4-2015)等烏龍茶的加工標(biāo)準(zhǔn)。做青是烏龍茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了智能化檢測(cè)做青時(shí)的溫度、濕度和青葉減重率，為之后自動(dòng)化做青提供了理論依據(jù)[66-67]。

(5)黑茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間，渥堆是黑茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn)。青磚茶渥堆工藝的最優(yōu)條件：潮水量30%、渥堆溫度55℃、時(shí)間25天、相對(duì)濕度95%。在此條件下制成的青磚茶陳香明顯，滋味陳醇、有回甘[68]。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)了黑茶誘導(dǎo)調(diào)控發(fā)花、散茶發(fā)花、磚面發(fā)花及品質(zhì)快速醇化等加工新技術(shù)，大力提升了黑茶產(chǎn)業(yè)的加工技術(shù)水平。他們通過分離純化茯磚發(fā)花過程的優(yōu)良菌種并加以培養(yǎng)，在茯磚渥堆前加入發(fā)花誘導(dǎo)劑(菌種)實(shí)現(xiàn)了誘導(dǎo)調(diào)控發(fā)花。誘導(dǎo)調(diào)控發(fā)花技術(shù)參數(shù)為：茶坯含水量25%，發(fā)花溫度28-30℃，環(huán)境濕度70-75%，發(fā)花周期縮短3-5d。采用該技術(shù)生產(chǎn)的茶磚內(nèi)“金花”均勻茂密，加工成本降低30%以上，綜合效益提高50%以上[69]。

(6)黃茶加工技術(shù)研究

悶黃是黃茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，在黃茶悶黃階段通入氧氣不僅可以縮短悶黃時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，而且有助于可溶性糖的積累，使黃茶形成甜醇的口感[70]。并且研究明確了黃茶悶黃的條件：葉溫(45±2)℃、葉片含水率(37±3)%、環(huán)境相對(duì)濕度(80±5)%。以此參數(shù)進(jìn)行悶黃處理，黃茶的風(fēng)格特征明顯，內(nèi)質(zhì)滋味甘潤(rùn)、醇厚[71]。在黃大茶的加工過程中，焙火工藝是研究的重點(diǎn)。研究表明，老火(145-155℃)處理下的黃大茶揮發(fā)性品質(zhì)較優(yōu)，有利于黃大茶穩(wěn)定、和諧焦香風(fēng)味的呈現(xiàn)及特征鍋巴香的形成[72]。Wei等人對(duì)霍山黃芽悶黃工藝進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)兩次悶黃有利于保證黃茶的質(zhì)量。經(jīng)過兩次悶黃處理后的霍山黃芽干茶和茶湯明顯黃變，苦澀感較未悶黃的茶樣明顯降低且甜感增加[73]。

2、茶葉加工機(jī)械裝備性能提升

(1)連續(xù)化加工技術(shù)進(jìn)一步熟化并應(yīng)用

“十三五”期間，扁形、針形綠茶的加工工藝和裝備得到了進(jìn)一步升級(jí)，研發(fā)出珠形、條形綠茶的成套標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù)，并在產(chǎn)業(yè)上示范應(yīng)用。胡欣[74]等人在單機(jī)化試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用我國(guó)自行設(shè)計(jì)的顆粒形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線，探明了最優(yōu)工藝組合參數(shù)，并將該結(jié)果應(yīng)用于最近研建的顆粒形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線。安吉白茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線，有效解決了生產(chǎn)洪峰期鮮葉大量采摘時(shí)不能及時(shí)加工造成鮮葉紅變的問題，同時(shí)克服了單機(jī)作業(yè)中操作工人的人為不可控因素。確保茶葉加工過程的安全性、茶葉品質(zhì)的規(guī)格一致和穩(wěn)定性[75]。

松陽碧云天茶業(yè)有限公司引進(jìn)了工夫紅茶全程連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)線機(jī)組，該生產(chǎn)線主要由鮮葉處理、二次萎凋和揉捻做形、連續(xù)發(fā)酵(帶溫濕自控)、動(dòng)態(tài)初烘(品質(zhì)調(diào)控)、足烘提香等五個(gè)模塊組成。試驗(yàn)表明，此生產(chǎn)線具有節(jié)能明顯、溫控精確、操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，符合工夫紅茶加工的清潔化、標(biāo)準(zhǔn)化、連續(xù)化、規(guī)模化生產(chǎn)要求[76]。

在安化毛茶加工領(lǐng)域，長(zhǎng)沙湘豐智能股份有限公司有針對(duì)性地研發(fā)了集攤青、殺青、揉捻、渥堆、烘干等為一體的黑毛茶自動(dòng)化生產(chǎn)線。益陽勝希機(jī)械設(shè)備制造有限公司研發(fā)的黑茶自動(dòng)壓制生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了黑茶壓制定型及自動(dòng)輸送。這條自動(dòng)壓制生產(chǎn)線研發(fā)成功后，經(jīng)過多次改進(jìn)優(yōu)化，自動(dòng)化程度大大提高，操作提高、產(chǎn)能大，一條生產(chǎn)線可產(chǎn)多種規(guī)格的茶磚。生產(chǎn)的緊壓黑茶外觀正頻率、生產(chǎn)效率大大提高，成品茶磚外觀精致。

(2)數(shù)字化、智能化加工技術(shù)及裝備得到研發(fā)

加工裝備是保障茶葉生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵，性能優(yōu)異的裝備可以提升生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)加工作業(yè)高效、省力、標(biāo)準(zhǔn)。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)出茶鮮葉原料質(zhì)量分析儀、近紅外光譜無損檢測(cè)裝備等，可進(jìn)行鮮葉質(zhì)量登記、茶葉色香味形品質(zhì)的綜合評(píng)判，推動(dòng)了茶葉數(shù)字化品控和裝備的提升。趙進(jìn)等人設(shè)計(jì)了茶葉揉捻機(jī)組和實(shí)現(xiàn)4臺(tái)茶葉揉捻機(jī)協(xié)調(diào)工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)給，該機(jī)實(shí)現(xiàn)了茶葉揉捻過程中喂料、揉捻、卸料的全部自動(dòng)化環(huán)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、可視化的控制過程。通過試驗(yàn)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了茶葉生產(chǎn)量220kg/h，成條率穩(wěn)定在83%以上，提高了茶葉生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約了人力資源[77]。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)Wang等人聯(lián)合嗅覺可視化、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和微型近紅外儀用于監(jiān)測(cè)紅茶萎凋的程度。研究結(jié)果表明，單一感知技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)紅茶萎凋程度的準(zhǔn)確評(píng)判;基于中層數(shù)據(jù)融合所建的SVM模型取得了最優(yōu)的評(píng)判結(jié)果，對(duì)預(yù)測(cè)集樣本中三個(gè)萎凋程度的判別率達(dá)到100.00%、92.86%和100%[78]。

安化黑茶加工方面研發(fā)應(yīng)用了黑茶高效節(jié)能型汽蒸與渥堆發(fā)酵新裝備、渦輪推進(jìn)發(fā)酵機(jī)、智能固態(tài)發(fā)酵機(jī)、節(jié)能高效蒸茶裝置、茯磚茶循環(huán)雙向蒸茶機(jī)等專利產(chǎn)品，這些設(shè)備的應(yīng)用使蒸汽利用率提高35%以上，渥堆發(fā)酵均勻度得到顯著提高。普洱茶發(fā)酵發(fā)面，研發(fā)出控溫、控濕、控微生物的發(fā)酵裝備，如發(fā)明雙層保濕轉(zhuǎn)動(dòng)式普洱茶發(fā)酵罐、普洱茶清潔化發(fā)酵車間、普洱茶發(fā)酵無線控制系統(tǒng)等，這些創(chuàng)新發(fā)酵裝備使得普洱茶發(fā)酵做到了可控化、清潔化、數(shù)字化。廣西六堡茶發(fā)酵工藝中，研發(fā)出發(fā)酵罐和全自動(dòng)智能茶葉發(fā)酵裝置。四川黑茶加工中開發(fā)出臥式發(fā)酵機(jī)、滾筒發(fā)酵機(jī)等先進(jìn)的發(fā)酵裝置。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)出黑茶(青磚茶)數(shù)字化自動(dòng)渥堆發(fā)酵技術(shù)，通過模擬自然渥堆，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加濕與補(bǔ)濕、溫濕度自動(dòng)檢測(cè)與控制、自動(dòng)翻堆與解塊，使青磚茶品質(zhì)得到提升。

四、深加工技術(shù)與產(chǎn)品

茶葉深加工是實(shí)現(xiàn)茶資源高效利用的主要途徑，是提升茶葉附加值、跨界拓展茶的應(yīng)用領(lǐng)域、延伸茶葉產(chǎn)業(yè)鏈的重要途經(jīng)和推動(dòng)我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐?！笆濉逼陂g，“食品添加劑與配料綠色制造關(guān)鍵技術(shù)研究級(jí)開發(fā)”“現(xiàn)代茶制品加工與貯藏品質(zhì)控制關(guān)鍵技術(shù)及裝備研發(fā)”“茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)及健康功能評(píng)價(jià)應(yīng)用示范”等國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃陸續(xù)實(shí)施，茶葉深加工技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入攻堅(jiān)期。同時(shí)隨著科技水平的不斷提高，茶制品產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系趨于穩(wěn)定。

1、茶葉功能成分提制技術(shù)進(jìn)展

“十三五”期間，茶葉中茶多酚、兒茶素、茶黃素、茶多糖、茶皂素等功能性成分的提制技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量取得了突破性的進(jìn)展。茶葉功能成分提制技術(shù)由單一追求產(chǎn)品目標(biāo)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿婵紤]綠色性能、節(jié)能降耗、生產(chǎn)效率和生態(tài)環(huán)境效益等綜合指標(biāo)上來[79]。實(shí)現(xiàn)了茶葉兒茶素混合物的工業(yè)化分離純化，創(chuàng)建了制備高純兒茶素(兒茶素總量≥90%，咖啡堿≤0.5%)的成熟工藝，只采用水和食用酒精作為溶劑高效分離純化兒茶素組分并綠色安全脫除咖啡堿，解決了兒茶素傳統(tǒng)提制工藝中乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷等溶劑殘留的問題，提高了兒茶素制品的質(zhì)量安全性[80]。通過綜合采用酶工程技術(shù)與柱色譜在線檢測(cè)技術(shù)，突破了兒茶素單體高效分離制備技術(shù)瓶頸，兒茶素單體的制備水平實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化和規(guī)?；?，該成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)深加工領(lǐng)域?qū)W術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新研究，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)具有明顯的戰(zhàn)略意義[81]。茶黃素是紅茶中的“黃金分子”，直接從紅茶中分離純化制備茶黃素成本昂貴，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！笆濉逼陂g，通過兒茶素酶促氧化制備茶黃素的技術(shù)水平逐漸成熟，徹底扭轉(zhuǎn)了以紅茶為原料提制茶黃素成本高的局面[82]。茶多糖是茶葉中重要的活性成分之一。茶多糖最常見的制備方法是水提醇沉法，以及各種輔助提取方法，如微波、超聲波、酶輔助浸提、超臨界流體萃取等，常見的純化技術(shù)有先用Sevag法除蛋白、雙氧水法脫色、透析法除鹽等，然后用柱層析法、超濾法、季銨鹽沉淀法等提純[79]。近年來，純化水初級(jí)浸泡、隔水提取、高能微波預(yù)處理和磨球機(jī)械輔助提取等多種提取工藝相結(jié)合，顯著提高了茶多糖的提取效率[83-86]。茶皂素是一種性能優(yōu)良的非離子型天然表面活性劑。茶皂素的傳統(tǒng)提制工藝有水提法和有機(jī)溶劑提取法[79]。近年來，重結(jié)晶法、萃取法、生物純化法、沉淀法、吸附分離法的應(yīng)用，使得茶皂素的分離純度和分離效率及產(chǎn)品質(zhì)量的安全性大大提高[80]。

2、速溶茶加工進(jìn)展

目前我國(guó)速溶茶年產(chǎn)量超過2萬噸，主要銷往日本、美國(guó)及歐洲國(guó)家和地區(qū)，且產(chǎn)值達(dá)15億元，已躍然成為速溶茶第一大生產(chǎn)國(guó)[87]。傳統(tǒng)速溶茶產(chǎn)品主要有速溶紅茶、綠茶、烏龍茶、茉莉花茶等。隨著新型技術(shù)的發(fā)展，高香熱溶速溶茶、冷溶原味速溶茶、高香冷溶速溶茶等高品質(zhì)速溶茶產(chǎn)品陸續(xù)被研發(fā)，極大程度的滿足了市場(chǎng)高端化、個(gè)性化的需求。“十三五”期間，以動(dòng)態(tài)逆流提取和冷凍干燥等技術(shù)為核心的速溶茶加工技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)了速溶茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！笆濉逼陂g，速溶茶加工技術(shù)的迭代更新促進(jìn)了我國(guó)速溶茶產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。新型的提取、分離、濃縮和干燥技術(shù)及裝備的研發(fā)應(yīng)用極大程度的推動(dòng)了新型的特色速溶茶產(chǎn)品的發(fā)展。

(1)新型提取技術(shù)

提取工藝技術(shù)與裝備是決定速溶茶得率和品質(zhì)的重要工序。超聲、微波輔助提取與逆流動(dòng)態(tài)提取技術(shù)相結(jié)合的方式可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)低溫條件下茶葉有效成分的高效、快速提取，同時(shí)確保了提取效率及品質(zhì)，是茶葉提取物工業(yè)化生產(chǎn)的主要浸提方式[88]。高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)提取技術(shù)對(duì)速溶茶的香氣起到了很好的改善作用，適合與冷凍濃縮、真空冷凍干燥等技術(shù)聯(lián)合使用[89]。此外，酶解提取、超臨界 CO2提取等新技術(shù)也得到了不斷的研究與應(yīng)用。

(2)新型濃縮技術(shù)

相比于傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮技術(shù)，新型的膜濃縮技術(shù)運(yùn)行溫度更低，不僅能有效的保護(hù)熱敏性物質(zhì)，保留茶葉原本的香氣物質(zhì)，提高速溶綠茶的感官品質(zhì)，同時(shí)能抑制重金屬、農(nóng)藥殘留、無機(jī)鹽等的富集。新型的膜濃縮技術(shù)主要包括反滲透濃縮、超濾濃縮和納濾濃縮[80]。機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)(Mechanical vapor recompression, MVR)因能耗低、效率高而被廣泛應(yīng)用于真空濃縮設(shè)備中。目前，MVR真空濃縮技術(shù)常以膜濃縮技術(shù)相結(jié)合的方式應(yīng)用于大規(guī)模的速溶茶生產(chǎn)過程中。

(3)干燥技術(shù)

目前，噴霧干燥和真空冷凍干燥是速溶茶加工生產(chǎn)中主要的干燥方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，真空低溫連續(xù)干燥、微波真空干燥以及高壓電場(chǎng)干燥等新型干燥技術(shù)被提出，但在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中的應(yīng)用不多。連續(xù)真空冷凍干燥方法和低溫噴霧干燥等新技術(shù)的研發(fā)為提高速溶茶的風(fēng)味品質(zhì)奠定了良好基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)噴霧干燥的基礎(chǔ)上，低溫噴霧干燥技術(shù)具備提高速溶茶產(chǎn)品色澤及冷溶性品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。

(4)生物酶技術(shù)

生物酶是速溶茶生產(chǎn)過程中主要的添加物，能明顯改善速溶茶的感官品質(zhì)。研究表明，蛋白酶[90]、單寧酶、β- 葡萄糖苷酶[91]、茶莖粗酶(ETS)、馬鈴薯葡萄糖粗酶(EPD)[92]、果膠酶、纖維素酶[93]、和黑曲霉[94]等可以顯著提高速溶茶產(chǎn)品的滋味和香氣品質(zhì)。生物酶技術(shù)的應(yīng)用，有助于速溶茶產(chǎn)品的花果香和青草香提高，降低苦澀感 [95]。

(5)提香保香技術(shù)

為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)速溶茶高質(zhì)化、終端化技術(shù)的需求?！笆濉逼陂g，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所等國(guó)內(nèi)相關(guān)單位相繼開展了速溶茶保香、提香技術(shù)的研究。微膠囊技術(shù)是指利用聚合物薄膜包裹微量物質(zhì)，是一種儲(chǔ)存固體、液體、氣體的微型包裝技術(shù)。該技術(shù)能很好的保護(hù)速溶茶香氣，其中保香增香效果較好的主要是β-環(huán)糊精(β-CD)，且β-CD 的安全無毒性已被證實(shí)，在茶飲料的增香保香中應(yīng)用較為成功[89]。此外，香氣回填技術(shù)的研究也為高品質(zhì)速溶茶的生產(chǎn)制備奠定良好基礎(chǔ)。天然香氣回收和香氣回填技術(shù)，是指利用冷凝方法將茶湯中揮發(fā)出的香氣物質(zhì)進(jìn)行收集，再將含香冷凝水添加到茶湯濃縮液中的技術(shù)。該技術(shù)已成功應(yīng)用于鐵觀音速溶茶的加工生產(chǎn)中，制得香高馥郁、具有“音韻”的鐵觀音速溶茶粉[96]。

3、茶飲料加工進(jìn)展

目前，我國(guó)茶飲料年產(chǎn)量超1500萬噸,是國(guó)際第一大茶飲料生產(chǎn)國(guó)[87]。“十三五”期間，茶飲料加工在滋味品質(zhì)的調(diào)控、茶飲料沉淀控制以及飲料專用化加工技術(shù)等方面的提升促進(jìn)了我國(guó)茶飲料的發(fā)展。此外，以茶葉及制品為主要原料，以鮮奶或奶制品、水果、糖、谷物、酒及香料等為輔料，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)提取和調(diào)配制成的新式茶飲滿足了年輕一代消費(fèi)者的需求，其產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。

(1)茶飲料滋味品質(zhì)調(diào)控技術(shù)

滋味是影響茶飲料品質(zhì)的關(guān)鍵因子之一，其調(diào)控技術(shù)的研究具有重大意義。“十三五”期間，針對(duì)夏秋茶苦澀味重、滋味品質(zhì)差造成了資源利用率低的難點(diǎn)問題，相關(guān)研究取得突破性進(jìn)展。為充分利用夏秋茶資源，研究者對(duì)綠茶茶湯中苦澀味和回甘滋味的關(guān)鍵成分的呈味規(guī)律進(jìn)行深入探索。研究發(fā)現(xiàn)，綠茶中呈苦澀味的酯型兒茶素與呈甜味的非酯型兒茶素之間，通過生物酶解進(jìn)行轉(zhuǎn)化調(diào)控[97]。因此，生產(chǎn)中利用復(fù)合酶水解，并在酯型/非酯型兒茶素比例協(xié)同體系pH 的在線監(jiān)測(cè)下，可實(shí)現(xiàn)茶汁滋味的定向精準(zhǔn)調(diào)控。

(2)茶飲料沉淀控制技術(shù)

茶飲料生產(chǎn)及貯藏過程中形成的沉淀極大程度上影響了產(chǎn)品的外觀及風(fēng)味品質(zhì)。“十三五”以來，研究者在茶飲料生產(chǎn)過程中基于絡(luò)合作用的沉淀物形成機(jī)理取得大重大突破。研究表明綠茶沉淀物乳酪的生成與茶多酚和碳水化合物的初始濃度有關(guān)，而紅茶乳酪的生成量由蛋白質(zhì)、甲基黃嘌呤和茶紅素濃度決定[98]。兒茶素因與蛋白質(zhì)、咖啡堿和金屬離子存在分子相互作用，對(duì)乳酪的形成起著關(guān)鍵作用。牛血清蛋白(Bovine serum albumin，BSA)的引入，使得具備更強(qiáng)相互作用的酯型兒茶素-牛血清蛋白的復(fù)合體打破了氫鍵，可有效減少乳酪的形成[99]。

茶飲料沉淀生物控制技術(shù)的研究為提高茶飲料品質(zhì)及貨架期打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相比于傳統(tǒng)的膜過濾法、吸附法、包埋法及轉(zhuǎn)溶法等，生物酶解法可以極大程度上減少對(duì)茶飲料風(fēng)味品質(zhì)的影響。單寧酶被廣泛用于控制茶乳酪形成和沉淀，經(jīng)單寧酶處理的茶葉提取物與蛋白結(jié)合的能力降低，使得茶乳酪的形成受到抑制[100]。單寧酶與纖維素酶、蛋白酶和脯氨酸核酸內(nèi)切酶結(jié)合可有效分解茶乳酪，同時(shí)能水解形成乳酪的關(guān)鍵物質(zhì)如茶多酚和蛋白質(zhì)，對(duì)茶湯的澄清效果增強(qiáng)。

(3)飲料專用茶加工技術(shù)

鑒于傳統(tǒng)加工制成的原料茶難以滿足茶飲料加工的需求，早在2000年，我國(guó)對(duì)飲料專用茶展開相關(guān)研究?！笆濉逼陂g，飲料專用茶加工技術(shù)研究與應(yīng)用取得了新的進(jìn)展，制定了飲料專用茶葉成套加工技術(shù)，開發(fā)出了一批高質(zhì)化、特色化飲料專用茶葉，飲料用原料茶開始走向?qū)Ｓ没?。研究發(fā)現(xiàn)，烘焙處理可提高蒸青綠茶飲料風(fēng)味的穩(wěn)定性，且熱處理幾乎不影響焙茶制得茶飲的滋味品質(zhì)[101]。為解決茶飲料專用原料茶的篩選問題，研究提出基于茶湯色度指標(biāo)的快速初篩方法，顯著提高了茶飲料用原料茶的篩選效率。針對(duì)茶飲料原料茶來源廣、品質(zhì)不均勻的問題，集成茶葉熱轉(zhuǎn)化提質(zhì)技術(shù)和基于“線性規(guī)劃模式”的茶葉定量拼配技術(shù)，聯(lián)用分篩、風(fēng)選、靜電、磁選等凈選去雜技術(shù)和微波殺菌技術(shù)，創(chuàng)制出飲料專用茶葉成套加工技術(shù)，產(chǎn)品品質(zhì)、安全性、穩(wěn)定性顯著提高。

(4)新式茶飲的發(fā)展

隨著茶飲消費(fèi)群體的年輕化，茶飲料開發(fā)呈多元化、差異化、特色化發(fā)展的趨勢(shì)?！笆濉逼陂g，以粉末為原料的沖調(diào)模式逐漸被市場(chǎng)所淘汰，線下直飲式的奶茶飲品市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。自2010年以來，一種有別于傳統(tǒng)茶葉和瓶裝即飲茶的新式茶飲產(chǎn)品逐漸步入茶業(yè)消費(fèi)市場(chǎng)。這些新式茶飲產(chǎn)品突破了傳統(tǒng)茶飲制作和消費(fèi)邊界，以材質(zhì)天然、設(shè)計(jì)時(shí)尚、現(xiàn)場(chǎng)制作和即飲方便等特點(diǎn)，滿足了年輕一代消費(fèi)者的需求，其產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底我國(guó)新式茶飲市場(chǎng)規(guī)模突破千億元大關(guān)，成為繼傳統(tǒng)杯泡熱飲、工業(yè)化瓶裝即飲茶之后的第三大茶葉消費(fèi)方式[102]。

新式茶飲是指以茶葉及制品為主要原料，以鮮奶或奶制品、水果、糖、谷物、酒及香料等為輔料，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)提取和調(diào)配制成的茶飲。其主要包括奶茶、水果茶、純茶、抹茶、混合茶等系列茶飲品。為滿足年輕一代消費(fèi)群體的需求，新式茶飲類型居多、設(shè)計(jì)時(shí)尚，且其發(fā)展與迭代速度較快。新式茶飲的發(fā)展不僅滿足了新時(shí)代茶葉消費(fèi)市場(chǎng)的個(gè)性化需求，同時(shí)也為培養(yǎng)新一代的飲茶群體提供良好方案。

4、茶食品加工進(jìn)展

茶食品是一類利用超微茶粉、抹茶、茶汁或茶葉提取物等原料，配以其他可食材料加工而成的食品。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，茶食品因其健康、天然、綠色等特性在我國(guó)快速發(fā)展，成為茶葉深加工利用的一個(gè)重要發(fā)展方向。“十三五”期間，超微茶粉在食品上應(yīng)用的技術(shù)突破以及各類新產(chǎn)品的開發(fā)，推動(dòng)了茶食品行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。超微茶粉(抹茶)外形細(xì)膩、粒徑較小且分布均勻、色澤翠綠，作為配料已逐漸代替速溶茶粉或茶水提物，廣泛應(yīng)用于食品、化妝品和醫(yī)療行業(yè)。超微茶粉(抹茶)的分散性[103]、流動(dòng)性和穩(wěn)定性差是影響其在食品中廣泛應(yīng)用的主要難題。針對(duì)抹茶等超微茶粉在應(yīng)用時(shí)易發(fā)生粘附及團(tuán)聚現(xiàn)象，通過噴霧流化床造粒機(jī)在茶粉表面噴涂親水性聚合物，對(duì)茶粉表面進(jìn)行改性，可提高抹茶粉的流動(dòng)性和水分散性。羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、黃原膠等食品添加劑，可降低超微茶粉的沉降比，提高茶粉分散穩(wěn)定性[104]。研究表明通過結(jié)構(gòu)修飾可以提高茶粉的穩(wěn)定性及利用效率，如采用β-環(huán)糊精包埋超微綠茶粉，能夠提高茶粉有效成分的溶解度、溶出率、穩(wěn)定性和生物利用率[105]。研究發(fā)現(xiàn)，可利用含鋅或含銅化合物置換葉綠素中鎂離子，結(jié)合燙漂技術(shù)，添加酵母微量元素，獲得色澤熱穩(wěn)定性高的抹茶粉[106]。我國(guó)茶食品種類眾多，工藝制作方法各異導(dǎo)致風(fēng)味特征呈現(xiàn)顯著差異。茶食品研發(fā)需要對(duì)產(chǎn)品配方和制作工藝進(jìn)行篩選與優(yōu)化，提高產(chǎn)品的感官風(fēng)味品質(zhì)。茶的添加形式、添加量以及茶的類別對(duì)茶食品的品質(zhì)具有重要的影響。茶食品由國(guó)外主流食品向傳統(tǒng)食品轉(zhuǎn)變，茶月餅、茶面條、茶豆腐等具有中國(guó)特色的食品開始進(jìn)入人們的視野?！笆濉逼陂g，茶食品的品質(zhì)分析技術(shù)從以傳統(tǒng)的感官審評(píng)為主體的主觀評(píng)判方式逐漸發(fā)展為以質(zhì)構(gòu)分析、圖像分析和顏色分析等多傳感結(jié)合的客觀評(píng)價(jià)方式。建立了更系統(tǒng)客觀的定性和定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)茶食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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