2024年2月，湖南农业大学茶学重点实验室刘仲华院士团队在园艺Top期刊《Horticulture Research》（Q1，IF: 8.7）发表题为“mRNA-miRNA analyses reveal the involvement of CsbHLH1 and miR1446a in the regulation of caffeine biosynthesis in Camellia sinensis”的研究性论文。湖南农业大学博士研究生金琦芳为第一作者，通讯作者为湖南农业大学刘仲华院士，黄建安教授，刘硕谦教授，田娜副教授。

咖啡碱是茶的主要风味成分，一直是人们深入研究的主题。为了揭示茶树咖啡碱生物合成的复杂调控过程，采用液相色谱联用质谱(LC-MS)转录组学和小RNA分析方法对不同的茶叶品种进行了研究，如“江华苦茶”、“福鼎大白茶”、“尧山秀绿”和“碧香早”。结果表明，“江花苦茶”的咖啡碱含量显著高于其他茶树品种。此外，加权基因共表达网络分析表明，CsBHLH1基因可能作为一个潜在的中枢基因在咖啡碱生物合成的调控中发挥关键作用。亚细胞定位分析表明，CsBHLH1蛋白定位于细胞核内。此外，酵母单杂交实验、电泳迁移率转移实验和双荧光素酶分析证明，CsBHLH1通过结合TCS1启动子抑制TCS1的转录。此外，一种名为miR1446a的microRNA被发现直接切割CsBHLH1，导致咖啡碱水平增加。因此，我们的研究结果表明，CsBHLH1与TCS1启动子(-971 ~ 1019 bp)结合，降低其表达，从而负向调节咖啡碱的生物合成。另一方面，miR1446a通过抑制CsBHLH1的表达来促进咖啡因的生物合成。

咖啡碱潜在的生物合成机制