摘要：近日，海南大学热带油茶科技创新与产业化应用团队胡海燕副教授在国际期刊Industrial Crops and Products发表题为“Transcriptome and metabolome analysis reveal the mechanism of

近日，海南大学热带油茶科技创新与产业化应用团队胡海燕副教授在国际期刊 Industrial Crops and Products发表题为“Transcriptome and metabolome analysis reveal the mechanism of key nutrient formation in Hainan oil-camellia (Camellia hainanica) growth cycle”的研究论文。首次系统揭示了热带油茶新品种——海南油茶（Camellia hainanica）在全生育期内的基因表达规律与营养代谢特征。该研究不仅解码了“山柚油”品质卓越的分子机制，也为我国热带油茶资源的高值开发与遗传改良提供了数据支撑。

油茶，作为世界四大木本可食用油料作物之一，在食品、保健和医药等领域具有广泛应用价值。近年来，研究人员在海南地区发现了一种全新的油茶种质资源——海南油茶（Camellia hainanica）。这一独具热带特色的十倍体油茶，不仅遗传背景独特，其所产山茶油也因富含更丰富的不饱和脂肪酸和多种生物活性物质，被当地称为“山柚油”。相比常见的六倍体普通油茶（Camellia oleifera），海南油茶展现出更高的营养价值，但其形成机制与分子基础始终未有系统阐释。由于栽培区域限制和特殊的种质特征，“山柚油”具有产量低、品质高的特点，从而导致其市场价格非常昂贵。因此，对高品质“山柚油”形成的物质基础和分子遗传机制进行解析，不仅可以促进热带油茶的新品种选育，同时为普通油茶的品质改良提供新的基因资源。

为全面揭示海南油茶在不同生长阶段的基因表达特征与代谢产物变化规律，研究团队采集了包括种子、叶片、花器官等在内的13个代表性组织样本（图1），开展了系统的转录组测序与UPLC-MS/MS代谢组分析。结果共鉴定出33,462个表达基因和577种代谢物，构建了海南油茶从萌发到成熟的全周期表达图谱。通过K-means聚类方法，这些表达基因被划分为10个基因簇，其中第2、4和6簇分别在种子早期、种子后期及叶片中表现出显著的高表达趋势，为后续深入探索其功能打下了基础。

图 3.1 海南油茶全生育期组织表型

结合代谢组数据分析发现，海南油茶不同器官中积累了类型多样、功能各异的代谢物。其中，种子富集脂类，叶片主要积累氨基酸类，近 50% 的黄酮类物质主要在种子中富集，而其余部分则积累于茎、叶及花器官。通过对表达高峰簇的GO与KEGG通路富集分析，研究发现第2簇基因显著参与黄酮代谢，第4簇关联脂类生物合成，第6簇则涉及多种氨基酸代谢通路。这一结果揭示了海南油茶不同器官在特定发育阶段中代谢方向的分化，也为进一步解释“山柚油”营养成分多样性提供了有力证据。

在深入挖掘关键代谢物合成机制的过程中，研究团队重点分析了与脂类代谢相关的核心结构基因。结果表明，KAS II 和 SAD 等关键基因的上调，以及 FAD2 和 FAD3 等基因的下调，是促使“山柚油”中不饱和脂肪酸（特别是油酸，C18:1）比例提升的关键。与此同时，团队还预测了由FUS3-ABI4-ABI5-AP2及7个 NF-Y 家族转录因子组成的两个潜在转录调控模块，共同参与了海南油茶油脂代谢的调控过程，为进一步挖掘油脂合成调控网络提供了重要线索。

图 3.8 海南油茶中的脂肪酸的生物合成途径及其代谢物相对丰度

除了油脂代谢相关发现，本研究还揭示了多类生物活性物质在海南油茶体内的分布特征。儿茶素和表儿茶素在茎、叶、花器官及种子早期阶段中含量显著，且其相关合成基因亦呈高表达状态；茶氨酸则主要富集于叶片和种子，而其合成相关基因在根和叶中表达活跃，提示茶氨酸可能经历了器官间的转运过程。这些代谢模式的系统性揭示，不仅为“山柚油”优质特性提供了科学解释，也为海南油茶这一十倍体新种质的高效开发利用奠定了数据基础。研究成果表明，海南油茶有望成为未来山茶油产业升级与功能型植物油开发的重要突破口。

研究团队与资助信息

海南大学副教授丁元昊，硕士生吴清侠和李祝茂为共同第一作者。胡海燕副教授、王文泉教授和赖杭桂教授为共同通讯作者。本研究工作得到了海南省科技专项资金（项目编号：ZDYF2023XDNY055）和国家重点研发计划项目（编号：2023YFD2200700）的经费支持。

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来源：家庭养生健康生活汇