广泛应用草酸盐（glufosinate，GLU）会引发非目标茶树（山茶属）的分子变化，从而无意中干扰代谢产物，最终影响茶叶质量。茶树对谷氨酸的机制反应尚未被探索。本研究调查了茶幼苗中GLU残留行为、对光合能力、专门代谢产物、次生途径和转录水平的影响。在这里，GLU主要代谢为甲基亚磷酸丙酸（methylphosphinico-propionic acid，MPP），并在成熟叶片中积累比在幼叶中更多。GLU严重影响光合作用，导致叶片失绿，Fv/Fm和叶绿素含量下降。整合了生理生化、代谢组学和转录组学分析。表明GLU破坏光合电子传递链，触发活性氧（reactive oxygen species，ROS）和抗氧化系统，抑制光合碳固定。GLU靶向谷氨酰胺合成酶（glutamine Synthetase，GS）导致铵的积累和关键鲜味Lthanine的抑制，导致氮代谢紊乱，尤其是氨基酸合成紊乱。有趣的是，初级黄酮类化合物的生物合成被防御性酚酸和木质素制剂所牺牲，导致叶片营养和嫩度的可能损失。这项研究揭示了茶树对葡萄糖胁迫的防御复杂性和潜在的品质退化。对GLU暴露后非靶标作物的解毒机制提供了有价值的见解。

图1  培养液和暴露7d叶片中的GLU、MPP和草铵膦-N-乙酰（N-acetyl-glufosinate，NAG）：培养物中GLU-1（a）、GLU-5（b）和GLU-10（c）组的GLU和MPP；不同加标水平下幼嫩和成熟茶叶中GLU（d）、MPP（e）和NAG（f）的残留和相关性分析。

图2  GLU胁迫7天后茶树幼苗的生长和光合参数，包括茶树的Fv/Fm（a）和胁迫程度（b），嫩茶叶中的叶绿素a（c）、叶绿素b（d）、蛋白质（e）、可溶性糖（f）、总叶绿素（g）和总类胡萝卜素（h）。

图3  GLU对7天后茶中N同化和特殊成分的影响，包括硝酸盐（a）、铵（b）、GS（谷氨酰胺合成酶，c）、GLU（谷氨酸，d）、嫩茶叶中的AAs（氨基酸，e）、L-The（L-茶氨酸，f）、GABA（γ-氨基丁酸，g）、CAF（咖啡因，h）、TF（总黄酮，i）、TP（茶多酚，j）、EGC（表没食子儿茶素，k）、c（儿茶素，L）、EC（表儿茶素，m）、EGCG（表没食子儿茶素-3-没食子酸盐，N）和茶苗中的ECG（表儿茶素-3-没食子酸盐，o）。

图4  GLU对7天后嫩茶叶抗氧化状态的影响，包括DAB（3′，3-二氨基联苯胺）染色（a）、MDA（丙二醛，b）、SOD（超氧化物歧化酶，c）、POD（过氧化物酶，d）、GPX（谷胱甘肽过氧化物酶，e）、GSH（还原型谷胱甘肽，f）、AsA（抗坏血酸，g）和DPPH（自由基清除活性，h）。

图5  GLU对7天后茶叶中黄酮类化合物和酚酸的影响，包括芦丁（a）、杨梅素（b）、槲皮素（c）、木犀草素（d）、芹菜素（e）、山奈酚（f）、没食子酸（g）、绿原酸（h）、鞣花酸（i）和阿魏酸（j）。

图6  主成分分析（PCA）（a）、火山图（b）、KEGG途径的气泡图（c）以及GLU-5和CK组之间嫩茶叶转录组学中DEG的热图（GLU-5 VS CK）。

图7  主成分分析（PCA）（a）、火山图（b）、KEGG途径的气泡图（c）以及GLU-5和CK组之间嫩茶叶中广泛靶向代谢组学中DEC的热图（GLU-5 VS CK）。

图8  受GLU胁迫（5 mg/L）影响的茶叶中光系统和碳固定的机制及其相关途径。LHC，光捕获Chl蛋白复合物；PSII，光系统II；Cytb6/f、细胞色素b6f；PSI，光系统I；FNR、铁氧还蛋白NADP+氧化还原酶；Fd，铁氧还蛋白；MDA、丙二醛；SOD、超氧化物歧化酶；POD、过氧化物酶；CAT、过氧化氢酶；H2O2、过氧化氢；GSH，还原型谷胱甘肽；谷胱甘肽过氧化物酶；GSSG，氧化型谷胱甘肽；脱氢抗坏血酸还原酶；抗坏血酸；二十二碳六烯酸；G3P、甘油酸盐-3P；1,3BPG，1,3-二磷酸甘油酸；GAP，甘油醛-3P；F1，6BP，D-果糖1,6P2；F6P、D-果糖6P；E4P、红细胞-4P；SBP，sedoheptulose 1，7-二磷酸；S7P、景天庚酮-7P；R5P、核糖-5P；Ru5P、核酮糖-5P；蔗糖、蔗糖；果糖、果糖；Gluc、葡萄糖；磷酸核酮糖3-差向异构酶；GAPA，NAD依赖性甘油醛3-磷酸脱氢酶；GAPDH，3-磷酸甘油醛脱氢酶；FPB，果糖-1,6-二磷酸酶I；TKT，转酮酶；SBPase，sedoheptulose双磷酸酶；MALZ，α-葡萄糖苷酶。

图9 茶中氨基酸生物合成的Schemic模式及其相关途径，受GLU暴露（5 mg/L）的影响。Gluc、葡萄糖；GAP，甘油醛-3P；G3P、甘油酸盐-3P；磷酸烯醇式丙酮酸；α-KG、α-酮戊二酸；OAA，草酰乙酸；His，组氨酸；Trp，色氨酸；Phe，苯丙氨酸；Tyr，酪氨酸；IIe，异亮氨酸；缬氨酸、缬氨酸；亮氨酸、亮氨酸；丙氨酸，丙氨酸；天冬氨酸；Asn，天冬酰胺；丝氨酸，丝氨酸；谷氨酸、谷氨酸；精氨酸、精氨酸；Pro、脯氨酸；Gln、谷氨酰胺；γ-氨基丁酸；L-茶氨酸；EA，乙胺；6-磷酸果糖激酶-1-激酶；GAPDH，3-磷酸甘油醛脱氢酶；PGAM，磷酸甘油酸变位酶；PK，丙酮酸激酶；PHGDH、D-3磷酸甘油酸脱氢酶；磷酸丝氨酸氨基转移酶PSAT1；TD，苏氨酸脱水酶；trpB，色氨酸合成酶β链；ADH、环氧化物脱氢酶（NADP+）；ilvD，二羟基酸脱水酶；leuC，3-异丙基苹果酸脱水酶；ALS，乙酰乳酸合成酶；ALT、丙氨酸转氨酶；AS，天冬酰胺合成酶；AST、天冬氨酸转氨酶；P5CS，delta-1-吡咯啉-5-羧酸合成酶；arg，精氨酸酶；NR、硝酸还原酶；NiR，亚硝酸还原酶；GS，谷氨酰胺合成酶；谷氨酸合成酶；谷氨酸脱羧酶；TS，茶氨酸合成酶；ADC，精氨酸脱羧酶；GDH，谷氨酸脱氢酶。

图10 受GLU胁迫（5mg/L）影响的茶中苯丙素生物合成的Schemic模式。EC，表儿茶素；C、 儿茶素；EGC、表没食子儿茶素；心电图，表儿茶素-3-没食子酸盐；EGCG，表没食子儿茶素3没食子酸盐；PAL，苯丙氨酸解氨酶；C4H，苯丙氨酸氨裂解酶；4CL，4-库马拉特-CoA连接酶；CAD，肉桂醇脱氢酶；POD、过氧化物酶；F3'5'H，类黄酮3'，5'-羟化酶；F3'H，类黄酮3'-羟化酶；FLS，黄酮醇合成酶；LAR，白花青素还原酶。