Вариации содержания теанина, метилксантинов и ряда флаваноидов в листьях и побегах чая сорта Колхида в условиях влажных субтропиков России: сезонная динамика, стадия зрелости листа, обеспеченность биогенными элементами

Биологические особенности синтеза чайным растением специализированных метаболитов, а также влияние на эти процессы множества экологических факторов обусловливают варьирование их композиций в различных сортах и регионах выращивания. С этой точки зрения важно определение исходного природного метаболического профиля у отечественных сортов чая, произрастающих в природных условиях зоны влажных субтропиков России, и его трансформации под действием комплекса факторов. В настоящей работе мы впервые установили базовый метаболический профиль чая сорта Колхида, включающий несколько групп специализированных органических компонентов (флаван-3-олы, флавонолы, метилксантины, теанин), который формируется в экологических условиях Сочинского Причерноморья. Целью работы было установить содержание и диапазоны варьирования теанина и сложных вторичных метаболитов (катехинов, меликсантинов, флавонолов) в листьях разного возраста и побегах чая (Camellia sinensis L.) эталонного для Черноморского побережья Российской Федерации сорта Колхида в сезонной динамике и на фоне удобрений. Исследования проводили во влажных субтропиках России (Черноморское побережье Краснодарского края, г. Сочи, Лазаревский р-н, пос. Уч-Дере) в 2022-2023 годах на сортовой (сорт Колхида) полновозрастной чайной плантации (1983 год закладки). Почва - бурая лесная кислая окультуренная малогумусная мощная среднеглинистая, сформированная на элюво-делювии глинистых сланцев (аргиллитов). Для оценки сезонной динамики образования и накопления метаболитов были отобраны пробы 3-листной флеши (молодой побег, состоящий из почки и трех листьев разной стадии зрелости) в периоды наиболее интенсивного флешеобразования 1-й (май, июнь) и 2-й волны роста (июль, август) на оптимальном (N240P70K90) и дефицитном (N0P0K0) для чая агрофоне. Для сравнительной оценки метаболического профиля листьев разной степени зрелости, а также установления влияния цинка в летний период (июль) были отобраны молодые побеги чая в двух вариантах полевого опыта, контрастных по обеспеченности почв цинком: N240P70K90 (контроль), N240P70K90 + Zn4,3 (после ежегодного 15-летнего внесения сульфата цинка в поверхностный слой почвы). Части побега (почка, 1-й лист, 2-й лист, 3-й лист) были сгруппированы. Содержание специализированных компонентов в растительных пробах - кофеина, теобромина, теанина, (+)-катехина (К), (-)-эпикатехина (ЭК), (+)-галлокатехина (ГК), (-)-эпигаллокатехина (ЭГК), (-)-катехин-3-галлата (KГ), (-)-эпикатехин-3-галлата (ЭКГ), (-)-галлокатехин-3-галлата (ГКГ), (-)-эпигалокатехин-3-галлата (ЭГКГ), рутина, гликозидов флавонолов (кверцетина и кемпферола) - оценивали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе фирмы «Agilent Technologies» (модель 1100, США). В сезонной динамике в молодых побегах чая (3-листной флеши) были отмечены значительные флуктуации теанина (3-12 мг/г) и общего количества катехинов (170-250 мг/г) при относительно стабильном содержании кофеина (25-35 мг/г) и теобромина (2,0-3,5 мг/г). Содержание в 3-листной флеши чая кверцетина (1,6-3,2 мг/г) и кемпферола (0,4-3,0 мг/г) снижалось от мая к августу по аналогии с теанином, а количество гликозида кверцетина (рутин) составляло 0,95-1,76 мг/г. На фоне аридизации метеоусловий (усиление засухи и гипертермии от весенних к летним месяцам) отмечали снижение содержания теанина и О-гликозидов флавонолов в 2-3 раза и увеличение доли катехинов в 1,2-1,5 раза. Значительные колебания количества изученных метаболитов наблюдали по мере созревания чайных листьев от верхушечной почки до 3-го листа в побеге. Так, самая молодая часть побега (почка) характеризовалась повышенным накоплением теанина (5,0±0,1 мг/г), кофеина (42,0±2,0 мг/г) и галлированных катехинов (228,0-245,0 мг/г). С увеличением возраста листа содержание этих компонентов снижалось в среднем в 1,5 раза, но возрастала доля простых катехинов в среднем в 2,5 раза. Разная обеспеченность растений биогенными элементами в меньшей степени в сравнении с сезонной вариабельностью изменяла метаболический профиль листьев чая. Тем не менее на фоне повышения обеспеченности почв и растений чая NPК-элементами и Zn было отмечено усиление образования теанина соответственно в 2,0 и 1,2 раза при снижении в 1,3 раза количества простых катехинов. Для использования в агротехнике перспективны следующие выявленные закономерности: регулирующая роль NPК-элементов в индукции синтеза теанина и блокировании фенольного метаболизма; изменение под действием цинка исходного баланса разнонаправленно действующих теанина и кофеина в чайном листе, которые определяют успокаивающий или возбуждающий эффект напитка.