西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院龔春梅教授課題組揭示茶樹通過差異塑造葉片和莖桿木質(zhì)部格式提高耐旱性的機(jī)制

　　近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院茶葉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)龔春梅教授課題組在《Cell Reports》發(fā)表題為“CsREV-CsTCP4-CsVND7 module shapes xylem patterns differentially between stem and leaf to enhance tea plant tolerance to drought”的研究論文。園藝學(xué)院博士研究生李佳陽和任潔潔為論文共同第一作者，龔春梅教授為通訊作者。

 

　　茶樹（Camellia sinensis）是我國重要的葉用經(jīng)濟(jì)作物。肩負(fù)中國名片的茶在促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長和對外交流方面發(fā)揮著日益重要的作用。位于中國茶區(qū)最北緣的陜南茶區(qū)，是中國頂級綠茶核心產(chǎn)區(qū)，但年降水量季節(jié)分布不均使得茶樹經(jīng)常遭受春旱，導(dǎo)致春茶產(chǎn)量和品質(zhì)下降。因此，探索本土品種的耐旱適生機(jī)理勢在必行，為陜茶邁入高質(zhì)量發(fā)展軌道至關(guān)重要。

 

　　該研究以“陜茶1號”為研究對象，運(yùn)用細(xì)胞生物學(xué)、生化與分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等手段發(fā)現(xiàn)發(fā)育相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子CsREV通過差異塑造葉片和莖桿之間的木質(zhì)部格式共同賦予茶樹更強(qiáng)的耐旱性。當(dāng)干旱發(fā)生時，CsREV在葉片中的快速上調(diào)會激活 CsVND7a 依賴性的葉脈木質(zhì)部導(dǎo)管分化。當(dāng)干旱持續(xù)時，茶樹葉片中的CsREV還會激活CsTCP4a的表達(dá)，并進(jìn)一步與CsTCP4a發(fā)生蛋白相互作用，從而減弱CsREV對CsVND7a的轉(zhuǎn)錄激活，使葉脈導(dǎo)管分化受阻。同時CsREV通過影響葉片卷曲程度進(jìn)一步提高耐旱性。而CsTCP4a 對 CsVND7a 表達(dá)的抑制作用在莖中不存在，使得莖木質(zhì)部導(dǎo)管持續(xù)分化并更趨發(fā)達(dá)利于水分運(yùn)輸。

 

　　這項(xiàng)研究為理解CsREV如何調(diào)節(jié)葉脈和莖桿木質(zhì)部格式提供了一個機(jī)制框架，而葉脈的木質(zhì)部格式又反過來影響植物葉片的向上卷曲，進(jìn)一步提高了植物的耐旱性。這些發(fā)現(xiàn)有助于擴(kuò)展理解植物耐旱的空間協(xié)同機(jī)制，為培育和篩選耐旱茶樹品種提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

 

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113987