气候变化背景下环境因素对茶叶次生代谢产物的影响

Ahmed et al. 在Frontiers in Plant Science 上发表了题为 Environmental Factors Variably Impact Tea Secondary Metabolites in the Context of Climate Change 的综述文章。从全球茶叶产地的86篇文章中综合了环境因素对茶品质的影响。

背景:

气候变化正在影响全球的粮食和饮料作物,对环境和人类福祉产生影响。尽管许多研究已经考察了气候变化对作物产量的影响,但很少有研究研究对作物质量(营养元素,矿物质和次生代谢物的浓度)的影响。

方法:

系统评价了以下环境因素对茶叶质量的影响:

(1)季节性(包括收获季节的变化,例如春季,夏季,秋季和冬季收获季节之间的转换或旱季和雨季之间的转换以及芽的萌发;18个研究);

(2)水分胁迫(包括降水;10项研究);

(3)地理(8项研究);

(4)光因素(包括太阳辐射;6项研究);

(5)海拔(5项研究);

(6)昆虫和微生物(5项研究);

(7)温度(4项研究);

(8)土壤和养分因子(27项研究)。

结果:

研究结果证明了与气候变化相关的季节性变化,水分胁迫,地理,光照因素,海拔,食草和微生物,温度和土壤因素的变化可导致次级代谢产物增加或减少多达50%。在有关二氧化碳对茶质量的直接影响的证据方面发现了一个空白,突出了未来研究的关键研究领域。该系统评价中证据最一致的环境因素是季节和水分胁迫,在18个研究中,有14个研究(78%)表明,从春季和/或第一次采摘起,随着季节的变化,酚类化合物的浓度或其生物活性下降。十分之七的研究(占70%)表明酚类化合物的水平或它们在干旱胁迫下的生物活性增加。采食活动和土壤肥力是两个在茶质量上显示出最大矛盾证据的变量。采食活动和土壤肥力都是农民最难以控制的变量,指出了农业管理对缓解和适应气候变化的重要性。

不足之处:

虽然这项系统的审查提供了证据,表明多个环境参数正在影响茶的品质,这些影响的方向性和严重性尚不清楚,而且研究之间的相互矛盾的证据可能是由于混杂因素而造成的,这些因素包括茶的品种,特定的环境和农业管理条件的变化以及研究方法的差异。

建议:

基于对这次系统审查的经验教训的反思,作者建议采取以下后续步骤,以加深气候变化对作物质量的影响的理解,并应对这一挑战:

  1. 进行农场一级的研究,以研究各种农业实践条件下,茶树和其他食品饮料作物对气候的适应。

  2. 投资于具有气候适应力的作物品种的育种。

  3. 设计更广泛统一的作物质量标准

  4. 实施具有共享实验设计和“大数据”共享的长期全球合作项目,以便通过空间和时间比较多种作物质量研究的结果。

  5. 促进研究人员,从业人员,生产者和政策制定者之间的跨部门合作,以制定基于证据的适应策略,以减少粮食系统因作物品质向可持续发展转变的脆弱性。

论文链接:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2019.00939/full
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