本网讯 近日，我校茶树种质创新与资源利用全国重点实验室夏恩华教授团队在国际知名期刊《Plant Physiology》在线发表题为“CsLUX-CsPME6/CsPMEI8/CsPMEI17 modulates pectin methylesterification to coordinate cold tolerance and growth in tea plants”的研究论文。该研究成功鉴定了茶树果胶甲酯酶（CsPME6）和果胶甲酯酶抑制剂基因（CsPMEI8/CsPMEI17），揭示其在调控细胞壁果胶甲酯化修饰协同调控茶树耐寒性与生长发育的分子机制，为茶树抗逆育种提供理论基础。

低温胁迫严重影响茶树的生长与茶叶产量。作为固着生物，植物在面对逆境胁迫时往往以减缓生长为代价来抵御严寒，然而茶树如何重塑自身机制来协调抗寒与生长的机制仍不清晰。为此，团队系统分析了茶树在低温逆境下的组织结构、细胞形态和免疫荧光等，发现冷胁迫会显著降低茶树叶片细胞壁果胶的甲酯化程度（DM），并伴随木质部增厚、叶肉细胞结构改变以及叶绿体损伤等细胞形态重塑。结合全基因组鉴定与转录组分析，团队从100个CsPMEs和42个CsPMEIs基因中挖掘到三个响应低温的果胶甲酯酶及其抑制剂成员（CsPME6、CsPMEI8和CsPMEI17）。功能证实，CsPME6作为正调控因子，可以通过提高果胶甲酯酶（PME）活性来降低果胶甲酯化程度，增强茶树耐寒性；而CsPMEI8和CsPMEI17则作为负调控因子，通过抑制PME活性维持较高的果胶甲酯化水平。

进一步研究发现，CsPMEI8能够直接与CsPME6互作并抑制其活性，而CsPMEI17则不依赖该物理互作，展现了家族成员功能的复杂性。研究还发现，生物钟核心组件CsLUX在该过程中扮演了“总开关”的关键角色。CsLUX能够直接结合这三个基因启动子的LBS基序，发挥双重转录调控作用。一方面，CsLUX可以转录激活CsPME6表达，而另一方面则又可抑制CsPMEI8和CsPMEI17的表达。这一调控模式显著降低了茶树细胞壁果胶的甲酯化修饰水平，提升了植株的耐寒性，同时促进了茶树叶片的增厚、转基因株系的根长和株高等发育表型。此外，该模块还会导致谷氨酸（Glu）与γ-氨基丁酸（GABA）含量积累，为多年生木本植物细胞壁生物学与逆境适应性研究提供参考。

我校为第一单位，茶树种质创新与资源利用全国重点实验室博士后王艳丽为第一作者，夏恩华教授和童伟副教授为共同通讯作者。我校宋传奎教授、硕士生伍娣娣、苏菁晶、赵文诗、朱雨晴、马琳红、以及安徽省农业科学院茶叶研究所吴琼副研究员也参与了该研究。研究得到国家自然科学基金面上项目、安徽省自然科学基金知名专家项目的资助。

冷胁迫调控茶树细胞壁果胶的甲酯化修饰水平与生长表型

原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag822