廣東
近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院龔春梅教授課題組在《New Phytologist》上發(fā)表了題為“CsTCP14b enhances drought tolerance in tea plants during early-stage drought stress by promoting flavonol-mediated ROS scavenging”的研究成果。該研究揭示了轉(zhuǎn)錄因子CsTCP14b通過代謝重編程，促進(jìn)山柰酚和槲皮素積累以清除活性氧（ROS），從而增強(qiáng)茶樹早期干旱脅迫耐受性的分子機(jī)制。園藝學(xué)院博士生任潔潔，碩士類興宇（已畢業(yè)）與草業(yè)學(xué)院博士后李佳陽為論文共同第一作者，園藝學(xué)院龔春梅教授為論文通訊作者。
該項(xiàng)研究鑒定出茶樹早期干旱響應(yīng)的核心調(diào)控因子CsTCP14b，其可通過激活黃酮醇生物合成增強(qiáng)ROS清除能力，賦予茶樹早期干旱脅迫耐受性。轉(zhuǎn)錄組與RT-qPCR分析證實(shí)，CsTCP14b在干旱脅迫早期可被迅速特異性誘導(dǎo)；分子機(jī)制解析與功能驗(yàn)證進(jìn)一步表明，CsTCP14b能直接結(jié)合黃酮醇合酶基因CsFLSb的啟動(dòng)子區(qū)并激活其轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而通過山柰酚和槲皮素介導(dǎo)的ROS清除，有效緩解干旱引發(fā)的茶樹氧化損傷。與此同時(shí)，HD-ZIP III 家族轉(zhuǎn)錄因子CsREV可與CsTCP14b直接蛋白互作，通過促進(jìn)CsTCP14b的核內(nèi)滯留，進(jìn)一步強(qiáng)化其對(duì)CsFLSb的轉(zhuǎn)錄激活。
跨品種分析證實(shí)，CsTCP14b–CsREV–CsFLSb模塊具有高度保守性。在干旱脅迫下，耐旱品種‘中茶108’葉片中的CsTCP14b和CsREV響應(yīng)干旱脅迫迅速上調(diào)，并伴隨著山柰酚和槲皮素大量積累；而在敏感品種‘烏牛早’中，上述響應(yīng)則顯著減弱。進(jìn)一步對(duì)323份覆蓋不同降雨梯度的茶樹種質(zhì)資源的自然變異分析發(fā)現(xiàn)，CsTCP14b啟動(dòng)子區(qū)域與CsREV編碼區(qū)的序列變異與茶樹耐旱性高度關(guān)聯(lián)；在低降雨區(qū)域的茶樹種質(zhì)中，該模塊的優(yōu)勢(shì)等位變異被顯著保留，證實(shí)了該模塊在茶樹干旱適應(yīng)性進(jìn)化中的核心作用。
綜上所述，這項(xiàng)研究明確了CsTCP14b-CsREV-CsFLSb模塊是茶樹適應(yīng)早期輕度干旱脅迫的核心調(diào)控通路。該模塊通過調(diào)控山柰酚與槲皮素積累形成“前饋”機(jī)制：在輕度缺水造成不可逆損傷前，茶樹即可通過該模塊提前啟動(dòng)代謝重編程，促進(jìn)黃酮醇合成以清除過量ROS，緩解干旱脅迫造成的氧化損傷。這一發(fā)現(xiàn)既深化了對(duì)茶樹輕度干旱適應(yīng)分子機(jī)制的認(rèn)知；同時(shí)研究挖掘的CsTCP14b與CsREV優(yōu)良等位變異，為培育“高抗優(yōu)質(zhì)”茶樹新品種提供了精準(zhǔn)的分子標(biāo)記與核心靶點(diǎn)。
CsTCP14b-CsREV-CsFLSb模塊增強(qiáng)茶樹早期干旱耐受性的調(diào)控模型
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