宋传奎：茶叶产生如此多的香味，是为了取悦人类吗？

为什么我们喜欢喝茶？其实只是因为好吃，好闻，健康。从茶树的角度来看，为什么茶要产生这么多的香味物质，茶是为了取悦人类而产生香味物质的？

宋传奎

安徽农业大学 教授 博士生导师

国家重点实验室茶树种质创新与资源开发 副主任

众所周知，谈到交流，一点也不陌生。

人类可以通过语言和文字来表达自己的喜怒哀乐。人类的发展也表明，沟通是人类生存和发展的基石。那么沟通是人类独有的吗？

蜜蜂可以通过 8 字舞可以传达花的位置。同样，大象也可以通过第二声波，甚至可以交流几公里外的伙伴。同样，狼也可以通过嚎叫来实现协同狩猎。

这些都是动物的语言。我们可以看到动物和人之间有一个共同点，那就是它们都可以移动，都可以跑步。当他们遇到危险时，他们可以选择逃避，或者使用工具来实现他们的优点和缺点。

但是，如果我们把目光投向安静的植物，我们会发现植物不会移动、奔跑或哭泣，但它们必须面对风雨，甚至来自昆虫、细菌和人类。

正因为如此，植物进化出了更敏锐、更复杂的生存策略。

在森林中，我们可以看到顶层是高大的树木，中间是灌木，底层是地被植物。他们通过自己的协议实现了空间的分布。事实上，这不仅是对光资源的有效利用，也是不同植物之间的无声空间协议。

但最让我们感到感动的，也就是植物受损后的“化学求救”。

也许每个人都注意到，当我们收割草坪时，我们会闻到草地的淡淡香味，我们可能会感到非常高兴，但对植物来说，这是生命的“呼喊”。

茶园也是如此。在收获茶园之前，我们觉得茶园没有味道，但是当我们收获茶树或者揉捻茶叶的时候，我们会发现茶叶也会释放出淡淡的香味。也许这些香味让我们感到特别快乐，但对于植物来说，这是生命的“救命”。

1983年，当然关于植物与植物的交流。 这一年已开始提出。

这两位科学家一起种植了两种植物，其中一种让昆虫吃东西。这时，当他观察旁边的健康植物时，他发现健康的植物会非常紧张，体内会形成许多防御物质。第一次提出植物会通过空气实现两种植物之间的交流。这项研究发表在《科学》上，引起了很大的反响。

与此同时，大家也发现，通过合作，两种植物也能共同抵抗昆虫。

在这个实验中，我们可以看到两棵树苗一起种植，但是一棵树苗被放入虫子中。然后他让虫子吃叶子，然后去喂虫子的时候，发现虫子的摄入量明显减少。同时，他用旁边健康的树叶喂虫子，发现摄入量也减少了。换句话说，无论是被害虫胁迫的植物，还是旁边健康的植物，它们的体内都发生了同样的化学变化。

后面的科学家也通过严格控制室内环境，通过室内、室外、田野的多重实验，最终证明植物和植物之间真的可以沟通。

值得注意的是，美国加州大学 Karban 教授，他把艾草和香烟同时种在一片土地上，然后用剪刀损伤艾草的叶子，同时涂上昆虫的唾液来模拟昆虫的侵蚀。他发现艾草会释放一些特殊的挥发性物质，可以给旁边的香烟，旁边的香烟可以感受到这些物质，然后它们自身的抵抗力也会提高，这肯定了植物和植物之间可以有交流。

换言之，当植物被昆虫腐蚀时，挥发性物质就会释放出来，这是肯定的。

2016 2008年回国后，一直想要分析植物这一神奇的语言，我以一种极具中国特色的茶叶为研究对象。

茶，起源于中国，风靡全球，联合国 2019 每年都会提出 5 月 21 日期设定为“国际茶日”，这也充分体现了国际社会对茶的肯定。

为什麽我们喜欢喝茶？事实上，无非是因为味道好，味道好，健康。

多酚、氨基酸等多种不挥发性物质决定了茶树的美味和健康。这种物质决定了茶叶的美味和健康。

当然，它的好闻，主要是由于香味物质的贡献，虽然香味物质的含量很低，但却是茶叶品质的关键。

但是，如果我们看看茶树本身，在茶叶加工之前，我们闻不到香味物质的存在，为什么呢？

正是因为这些香味物质在鲜叶中与糖收缩，储存在糖苷中。这种香味不会挥发，但在生产过程中，当茶叶受损并被揉捻时，这些糖苷会水解。

但很少有人站在茶树的角度来考虑，为什么茶会产生这么多的香味物质，茶会产生香味物质来取悦人类吗？

答案是否定的。

为了分析茶树为什么要释放这么多香味物质，它们有什么作用，我们首先进行了茶树与茶树之间的交流试验。

我们可以看到上面两个罐子，每个罐子都是健康的茶苗，中间用管道连接，让它们交流。下面也是同样的设备。唯一不同的是左边的茶树。我把虫子放在里面。

换言之，当虫子咬茶时，这种茶会释放出大量的挥发性物质，挥发性物质可以通过这条管道给相邻健康的茶树。

我们在后面做了两个健康的茶树抗虫试验，太神奇了。我们发现，在与害虫胁迫沟通后，这种茶的抗虫能力明显提高，摄入量翻了一番。

在虫害的胁迫下，我们对茶树与茶树交流的香味物质进行了系统的分析，发现了许多香味物质可以参与这种交流。

旁边的植物是如何接收这些信号的？我们分别发现，一些物质，比如刚才提到的绿草气得物质，可以直接被茶树吸收，在体内挥发，然后以不挥发的糖苷形式储存。但是有些物质可以直接诱导旁边的茶树产生抗虫作用，有些香味物质来了之后，让旁边的植物再次释放挥发性物质。这些释放的物质有的是逃避若虫，有的是吸引天敌实现协同抗虫。

当然，前面提到的很多都是关于茶树受损或者生命受到威胁时的呼救信号。那么，当它的生命没有受到威胁时，茶树能像往常一样在一些逆境中交流吗？

在我们开始之前，这项研究在植物中没有任何报道。

为什麽要考虑这项研究？有句谚语叫“高山云出好茶”。

众所周知，山温较低，也许这种低温与其香气息息相关，一般而言，就是低温能促进香气的产生。

所以，从科学的角度来看，茶树为什么要在低温下释放这么多香味物质？为了证明这一点，我们模拟了生物胁迫的实验。

上边可以看到两棵茶树都在上面。 25 下面两棵茶树怎么样？左边的香味供体。 把它放在零下 5 ℃，即给它一个低温的环境，此时可以看到，零下。 5 ℃ 可以诱导很多香味物质产生，然后给旁边的受体茶树。在这个时候，我们将 25 2℃的两个受体，同时放置在零下 5 ℃去冻，现象就发生了。

我们可以看到上面没有交流的茶树，很快就冻伤了。但是下面和低温茶树交流的茶树，抗冻能力明显提高，可以看出它的形状很好。

同样，通过仪器，我们分析了茶树和茶树在低温下交流的信号，发现了芳樟醇、香叶醇、水杨酸甲酯和橙花叔醇四种物质。这四种香味都有花果的香味。

在收集了这四种香味之后，我们喷洒或添加到茶树上，它的抗冻作用显著提高。

为了分析其机制，我们对茶树进行了代谢分析。最后，我们发现这些香味物质来了之后，茶树一方面储存在糖苷中，以提高其抗氧化能力。同时，许多香味物质也可以作为激发茶树抗冻效果的信号，并启动了茶树抗寒开关。—— CBF1 下游基因可激活数百个抗冻基因。

换言之，在低温下，确实茶树能释放出大量的香味物质，旁边的茶树能接受，并且能起到自己的抗冻作用。

当然，还有很多研究可以看到，无论是害虫还是低温，基本上都是单向提示，也就是受伤的植物会给旁边的健康植物一个信号，让旁边的健康植物产生抵抗力。

然而，就像人们的交流一样，当我说话时，你会回应。那么问题来了，植物之间的交流是单向警告还是反馈过程？这是未知的。

我们制定了几个 " 电话仓 “，把茶苗放进去低温处理，可以看到有的是一棵茶树，有的是两棵茶树，也是冷冻的。冷冻后，你可以看到有一棵茶苗。它具有特别严重的冷冻效果和损坏程度，但当两棵茶苗在一起时，它的抗冻能力显著提高。

换言之，这两种植物之间，的确存在着相互的交流，使集体的抗性能同时得到提高。

事实上，这种现象和我们人类一样。如果你把你关在一个房间里，你可能会在一天内感到沮丧。如果你把他们放在一起，你可以打开一些。 party，假如四个人在一起，我们也可以玩牌，玩得很开心。

植物也是如此，当多个植物在一起时，它们可以通过人群的交流来提高集体的抵抗力。

后面我们想分析一下这个反馈信号到底是什么？就像人类说话一样，我说，你也说，吵吵闹闹，不容易识别中间语言。

为了证明这一点，我们制定了一个简单的电话亭装置，就像打电话一样，把两棵茶树放在不同的罐子里，中间用线连接，相当于一个电话亭。

为了分析是过去的信号还是反馈信号，我们先低温一个罐子，把它的香气物质转移到第二个罐子里。这时，我们换了罐子，立即把这个受伤的茶苗转移到一个新的罐子里，然后和其他茶苗沟通，然后把香味吹回原来的装置，这样我们就可以看到受伤的茶树。其抗冻作用进一步提高，证明植物之间确实有反应。

后来我们进一步分析这些反馈信号是否对前面的抗冻植物有效。我们收集了反馈信号，然后进行了交流测试，发现这些反馈信号确实可以进一步增强第一个受损茶树的抗冻能力，实现集体发展。

在后面，我们用其它装置对这些物质进行了鉴定，发现这种物质就是——角鲨烯。

拿到角鲨烯后，我们又进行了一次交流测试，只放了角鲨烯，发现这种茶树的抗冻能力有了显著的提高，也就是说，它的确是一种“语言”，可以提高茶树的抗冻效果。

为了进一步看看这种香味物质如何提高茶树的抗冻能力，我们通过哪些方式测量了茶树的激素，发现油菜素内酯大量增加，即香味可以诱发植物激素的产生。

事实上，和我们一样，很多女性同胞拿到玫瑰，一闻到那香味，它还会诱发体内多巴胺的分泌，同时让她特别高兴。

植物也是如此。当我们闻到这种香味时，植物也会带来激素，产生油菜素内酯。同时，我们还发现抗寒开关。 CBF ，有六个， CBF1~CBF6。

它会在低温下启动 CBF1、CBF2、CBF3,CBF5 基本上没有开始。当我们交流时，我们发现这个交流信号只是激活了。 CBF5 这种特殊的开关。

为了证明激素确实在其中发挥作用，我们阻断了激素的产生，所以我们不允许它产生这种激素。我让它闻闻这种香味，然后低温处理，发现茶树的抗冻能力没有提高。换句话说，这种香味必须通过这种油菜素内酯来发挥作用，这是核心。

那这种荷尔蒙下游是谁呢？我想是的。 核心开关是CBF5。

为了证明这一点，我们通过基因沉默来证明这个基因。 CBF5 敲掉它，让茶树没有这个基因，然后用这种香味解决茶苗，发现茶树的抗冻效果并没有提高，这就证明了 CBF5 的确是植物接收这一信号，起到抗寒作用的关键开关。

当我们找到这个开关时，我们可以有意识地提高茶树的反馈能力。例如，如果这种基因上升，这种植物会特别敏感，抗冻能力也会提高。

当然，我们想看看这种荷尔蒙与这种开关的关系。

在这种荷尔蒙下游，我们发现转录因子，可以直接和 CBF5 结合起来，然后激活下游相关的抗寒基因。

这证明茶树确实可以有双向交流，即茶树在低温下会释放一些物质，给健康的植物，旁边的植物也会回馈角鲨烯，完成集体“温暖”，这是第一次被低温破坏的茶树。

我们会想，为什么茶树有这么多智慧？当我们发现人类在选择喝茶时，往往会选择一些香味更好、耐久性更好的类型。这种基因是人类选择驯化的结果。

我们做了这么多理论实验，特别有趣，那么我们如何在现实生活中使用它们呢？

在分析了这些香味物质之后，我们来看看哪种浓度可以提高茶树的抗冻效果，然后在农村地区缓施或喷洒，可以提高整个茶树人群的抗冻效果，并且在很多地方得到了应用，不仅是抗虫还是抗寒。

也许植物的交流在亿万年前就开始了，我们的研究只是对冰山一角进行了分析，每个人都要相信“万物相语，静听自己的声音”，随着科学研究的发展，随着植物语言的不断分析，我们能够实现与植物的共同交流，谢谢大家。

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