镁（Mg）是植物生长所需的16种元素之一，Mg以离子或有机化合物的形式存在，并作为一系列酶的辅助因子，参与各种物理化学过程，如光合作用、呼吸代谢和核酸代谢。然而，关于Mg如何影响茶树生长的报道却很少，特别是关于Mg如何调控茶树的基因表达，进而影响茶树的代谢能力。本研究对象为水培法种植武夷茶树，取Mg浓度为0 mmol/L（M1）、0.4 mmol/L（M2）和0.8 mmol/L（M3）营养液生长21天的茶叶样本，用于生理指标和转录组学检测分析。

正交偏最小二乘判别法的结果分析(OPLS-DA)模型分析显示，共有300个关键基因，其中140个基因上调，160个基因下调。气泡图筛选特征基因，共有121个具有代表性的特征获得的基因主要涉及9条代谢途径。其中，卟啉代谢、亚麻酸代谢和光合作用三种代谢途径的基因表达随着Mg浓度的增加呈增加趋势。表达呈下降趋势的基因涉及四种代谢途径，包括次生代谢产物的生物合成，花青素生物合成、ABC转运蛋白、戊糖和葡萄糖酸相互转化。

1题目

Effects of Magnesium on Transcriptome and Physicochemical Index of Tea Leaves

2杂志

Plants；IF=4分

3链接

https://doi.org/10.3390/plants12091810

4检测指标

理化指标：茶氨酸、可溶性糖、黄酮、茶多酚、咖啡因

组学检测：转录组

5主要内容

Fig 1: Mg调控下转录组学分析

Fig 2: 不同Mg浓度处理茶叶关键基因的筛选

Fig 3:OPLS-DA模型筛选的关键基因表达分析

Fig 4: 筛选镁调控下90%以上关键基因表达的特征基因

Fig 5:KEGG分析

Fig 6: 理化分析

Fig 7: 理化指标与基因表达强度的关系分析

Fig 8: Mg调控茶树生长的机理图

本研究分析了Mg对茶叶转录组和理化指标的影响，结果显示Mg可以显著影响茶叶的基因表达和生理特性，主要表现在两个方面：一方面，随着Mg浓度的增加，茶叶光合作用、卟啉代谢和α -亚麻酸代谢基因的表达上调，茶叶中可溶性糖和茶氨酸的含量也随之提高，从而增强了茶叶的初级代谢能力，有利于茶叶产量的提高；另一方面，随着Mg浓度的升高，茶叶中次生代谢物生物合成基因和花青素生物合成基因的表达下调，茶叶的次生代谢能力降低，从而导致茶叶中茶多酚、黄酮类和咖啡因等次生代谢物含量降低，不利于茶叶品质的提高。由此可见，Mg对茶树的生长极为重要，其对茶树的影响主要与光合作用和次生代谢产物的合成有关。Mg调控有利于提高茶树的光合能力，增强初级代谢物的积累，从而提高茶叶产量，但不利于茶树次生代谢物的合成和茶叶主要品质指标的积累。因此，在使用镁肥调节茶树生长时，应控制其用量，以保证茶叶的产量和品质。

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