本网讯 近日,茶树种质创新与资源利用全国重点实验室宋传奎教授团队在《Plant Physiology》在线发表题为“Drought-Triggered JA Signaling Promotes Pathogen Susceptibility by Attenuating Lignin Defenses via UGT72BV9 in Tea Plants”的研究论文。该研究揭示了干旱胁迫通过茉莉酸信号与木质素代谢通路促进茶树感病的分子机制,揭开茶树“茉莉酸信号”背后的防御漏洞。

茶树作为重要的经济作物,在其生长发育过程中常遭受多种生物和非生物胁迫的单独或组合发生。全球气候变化导致极端天气事件频发,干旱胁迫已成为限制茶树生长发育的关键环境因子之一,与其同时,由真菌Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis(Pcs)引起的茶轮斑病也严重影响茶树的产量和品质。植物与病原体的互作深受环境因素影响,近年来的研究表明,组合胁迫产生的分子和生理响应与单一胁迫截然不同,但植物如何整合并响应多重胁迫的分子机制仍不清楚。茉莉酸作为关键的防御激素,在植物响应胁迫中发挥核心作用。木质素作为植物细胞壁的关键结构成分,是抵御病原体入侵的重要物理屏障。然而,干旱胁迫如何通过激素信号和次生代谢重编程削弱木质素防御仍不清楚。
研究人员以茶树为载体,发现短期干旱处理可显著增大轮斑病病斑面积,增强了茶树对病原菌的敏感性。随后,通过转录组联合分析,研究人员进一步鉴定出关键糖基转移酶CsUGT72BV9。CsUGT72BV9能够催化4-羟基香豆素的糖基化,进而减少木质素的积累。木质素含量测定显示,CsUGT72BV9沉默植株的总木质素及G-、H-、S-三种木质素单体含量均显著高于对照,化学染色和木质素自发荧光观察也证实了沉默植株木质化程度的增强。而CsUGT72BV9过表达植株则呈现相反趋势,木质素含量显著降低。激素分析表明,CsUGT72BV9沉默植株中茉莉酸含量显著降低,而过表达植株中茉莉酸含量显著升高,而水杨酸含量无显著变化。进一步研究发现,干旱诱导的茉莉酸信号激活转录因子CsMYC2c可直接结合并促进CsUGT72BV9表达,增强4-羟基香豆素糖基化,从而削弱木质素防御屏障,最终提高茶树对病原菌的易感性。
综上,该研究构建了“干旱-茉莉酸-CsMYC2c-CsUGT72BV9-木质素防御”调控通路,揭示了干旱调控茶树抗病性的分子机制以及多胁迫下“茉莉酸信号”防御机制背后的潜在漏洞,为理解茶树多重胁迫响应机制及抗逆抗病品种培育提供了新的理论依据和分子靶标。

安徽农业大学为论文第一单位,茶树种质创新与资源利用全国重点实验室博士生唐小燕、已毕业硕士生魏臣茹为共同第一作者,宋传奎教授、李腾副教授为该论文的共同通讯作者。实验室荆婷婷副教授和姜浩副教授也参与了此项研究。该研究得到了国家重点研发计划项目(2022YFF1003103)、国家自然科学基金项目(U22A20499、32150017、32022076)、安徽省教育厅项目(2025AHGXZK31346、2025AHGXZK2016)以及安徽省优秀科研团队项目(2023AH010028)的资金支持。
(
文:李腾
图:李腾
一审:姜家生
二审:刘加华
三审:林婷婷
)