氮素對茶樹產(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，長期的免耕等保護性耕作和肥料的條狀淺施導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)窩種植模式會加劇土壤氮素的空間異質(zhì)性。因此，探析茶樹對土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)機制十分重要。近年來，中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所茶樹遺傳育種團隊成浩課題組，對茶樹耐氮貧瘠的生理和分子響應(yīng)機制做了系統(tǒng)研究，在茶樹對土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)機制方面取得進展。
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)基因表達分析，評價了不同茶樹品種對土壤氮空間異質(zhì)性的響應(yīng)機制。在雙行雙株側(cè)窩種植模式下，不同茶樹品種對土壤氮空間異質(zhì)性的適應(yīng)能力不同。氮高效品種主要通過：優(yōu)先發(fā)育二級根系、氮素向葉片的轉(zhuǎn)運、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)基因的表達特性
以上研究結(jié)果已在線發(fā)表在國際園藝科學領(lǐng)域重要期刊《園藝科學（Scientia Horticulturae）》上。該研究得到了國家自然科學基金、國家茶產(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等項目的支持。
圖5 重要氨基酸轉(zhuǎn)化及相關(guān)基因調(diào)控模式
中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所茶樹遺傳育種團隊?阮麗
