光照是乌龙茶采后加工过程中最早接收到的外源信号因子,并且日光萎凋是保证乌龙茶优良风味品质形成不可缺少的过程。逆境胁迫下,植物自身可以迅速启动自我保护机制以适应和提高抗逆能力,并在转录水平上产生调控应答从而引起丰富的初、次生代谢反应及中间和末端产物积累。本研究以铁观音为供试材料,从生理水平研究分析乌龙茶光萎凋过程中与光响应和逆境相关指标变化以及亚细胞结构观察;通过转录组学分别分析乌龙茶采后无光萎凋与鲜叶以及日光萎凋与无光萎凋比较组合的差异基因表达模式以及香气代谢通路网络调控分子机制;通过代谢谱水平进一步研究分析乌龙茶采后以及光萎凋过程中香气代谢通路相关调控基因表达谱与香气代谢谱的时空变化关系;最后结合风味品质研究,以期揭示日光萎凋对促进乌龙茶花果香风味形成的调控机制,为将来更加有效构建乌龙茶全天候生产模式提供科学依据。主要研究结果如下:1乌龙茶光萎凋过程生理变化乌龙茶光萎凋过程中与光响应、抗逆相关的生理指标以及叶片亚细胞结构等发生变化。与鲜叶相比,无光萎凋过程中的叶态、含水率、光系统ⅡFv/Fm、净光合速率、相对电导率差异不大,叶温和脯氨酸略有升高;与无光萎凋相比,日光萎凋15min和30min开始叶态由暗绿色逐渐失绿萎焉,日光萎凋60min和120min出现局部和大面积红褐变,叶温、相对电导率和脯氨酸迅速升高,含水率、光系统Fv/Fm开始快速下降,净光合速率先上升后持续下降变化。电镜观察显示,乌龙茶光萎凋处理后叶片叶肉细胞中的细胞壁、细胞膜及液泡完整,但日光萎凋处理叶绿体类囊体片层解离分散,淀粉粒变大,嗜饿颗粒增多。2乌龙茶光萎凋过程转录组建库及质量评估通过对茶树鲜叶、无光萎凋、日光萎凋以及LED白光萎凋的不同时间处理组等10个样品进行总RNA提取、文库构建、质量评估和组装注释。结果显示10个样品和文库质量检测完全合格并获得52,164,238个clean reads,其中clean reads的数据量分别达到7.82G～9.95G,组装后共获得 307,121 条 transcripts 和 190,914 条 Unigenes,与7个公共数据库进行比对注释与葡萄物种有最高的序列相似性;其中,42,050条Unigene通过GO功能注释富集到46个次级功能类别;17,935条Unigene通过KO注释富集到19个次级代谢通路。3乌龙茶无光萎凋香气代谢通路及差异基因分析基于转录组分析鲜叶和3个无光萎凋比较组合的差异基因,结果显示鲜叶与3个不同时间无光萎凋处理组之间的表达模式完全不同,比较组合的差异基因被富集到第二层级GO条目中的代谢过程、催化活性、氧化还原过程、氧化还原酶活性。差异基因KEGG功能注释表明,与香气相关的萜类碳骨架生物合成、单萜和倍半萜生物合成、α-亚麻酸代谢、苯丙氨酸代谢等代谢通路被显著富集上调,与类黄酮生物合成、脂肪酸生物合成以及与光合相关代谢通路被显著富集下调。通过系统总结乌龙茶无光萎凋香气代谢合成的网络调控分子机制发现,α-亚麻酸代谢通路中的限速酶LOX基因和HPL分支中的HPL基因以及 AOS 分支的AOS、AOC、OPR、OPCL、ACX、MFP、ACAA等基因显著上调表达;萜类代谢通路在质体中进行的MEP途径相关调控基因表达水平比细胞质中的MVA途径更加显著,MEP途径中的DXS、DXR、ISPG、ISPH、GPPS、LIS以及 MVA 途径中的HMGS、HMGR、FPPS、AFS等基因显著上调表达;苯丙氨酸代谢通路中促进苯乙醛等芳香化合物合成代谢分支的ASP、TAT、PER等基因显著上调表达,而与类黄酮生物合成分支相关的PAL、C4H、4CL、CHS、F3’H、F3H、DFR、FLS、ANR等基因显著下调表达。部分游离氨基酸代谢以及三羧酸循环的中间产物生成与丙酮酸积累紧密正相关,并且丙酮酸的积累并不参与糖异生、氧化脱羧产生乙酰辅酶A和游离氨基酸合成等过程,其主要作为重要前体物质直接参与乌龙茶萜类碳骨架代谢合成单萜和倍半萜香气化合物过程。4乌龙茶光萎凋过程香气代谢相关基因表达模式分析为了进一步总结日光对乌龙茶香气合成的调控机制,将3个不同时间的日光与无光萎凋处理进行两两比较组合表达模式及差异基因分析。结果显示日光萎凋15min处理与3个无光萎凋处理组差异基因的表达模式相似,日光萎凋30min和60min处理表达模式聚类分布在不同层级。根据GO功能富集、差异基因注释以及KEGG富集分析发现,随着萎凋时间延长,日光萎凋30min和60min处理显著富集条目以差异基因下调表达的代谢过程、催化活性等功能分类为主,并且与疾病、衰老、死亡相关的代谢通路被显著富集上调。与无光萎凋相比,日光萎凋15min处理的3个香气代谢通路相关的关键基因表达水平显著上调表达,而日光萎凋30min和60min处理的香气代谢相关的关键基因,特别是萜类代谢相关基因表达水平呈现了急剧大幅度下调表达,同时发现了大量高表达的热激蛋白HSPs和抗逆相关调控基因。日光萎凋能够显著上调调控与香气相关代谢通路的关键基因表达,然而其表达水平易受机体中热激等抗逆蛋白相关基因的上调表达而抑制,二者存在反向共表达调控作用。通过实时荧光定量PCR测定13个候选基因,其相对表达量在乌龙茶无光及日光萎凋不同时间点的变化规律与转录组RNA-seq结果吻合。进一步通过验证温度对光萎凋过程香气基因表达水平的影响研究指出,在相同日光环境条件下,与常温处理相比,高温处理叶片的热激相关基因的表达量显著提高,香气相关基因显著降低,甚至低于常温无光萎凋处理;另外,香气相关基因不仅受光调控上调表达,并且能够在较短时间内响应光调控作用,但是光响应能力有限。5乌龙茶光萎凋过程代谢谱及品质调控分析通过乙醚萃取结合GC-TOF-MS及其衍生化分别进行在制叶香气组分、糖类和有机酸测定,顶空固相微萃取结合GC-MS进行毛茶香气组分测定,以及UPLC-QqQ-MS定性和定量分析氨基酸、儿茶素组分测定。乌龙茶光萎凋过程中被检测到的主要香气化合物有脂肪族类、萜类、芳香族、烷烃类香气化合物。与鲜叶相比,无光及日光萎凋处理样品各香气组分的相对含量显著提高,日光萎凋15min处理最高。乌龙茶光萎凋过程中的香气相关代谢途径关键节点的调控基因表达谱与香气代谢谱在时空变化上呈现明显正相关。非酯型C、EC、GC、EGC以及酯型ECG、EGCG等儿茶素组分的含量在鲜叶中最高、无光萎凋处理组次之,日光萎凋处理组最低;日光萎凋处理下叶片各游离氨基酸组分含量显著高于无光萎凋。日光萎凋15min和30min毛茶香气组分含量高、儿茶素含量低;日光萎凋30min之后,乌龙茶毛茶的香气积累和儿茶素降解与日光萎凋时间延长不存在持续线性正相关关系。6 LED光调控对乌龙茶风味组分的影响为了探究多次LED光调控创新工艺在提高乌龙茶品质特征形成的可行性及效果,研究结果显示,与对照无光处理相比,二、三次光照射S-2和S-3处理的呈苦涩味儿茶素组分的含量分别降低了 20～35%;适度增加光照射次数有利于呈花果香味的橙花叔醇和α-法呢烯相对含量的积累,二次光照射S-2处理效果最佳,分别提高了 56.28%、62.51%;主成分分析与各处理毛茶香气品质感官审评结果表现一致。