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近日,安徽农业大学韦朝领教授团队在《Plant Physiology》期刊上发表了题为“CsNAC2 and CsMYB306 orchestrate a jasmonate signaling cascade contributing to tea plant resistance to Ectropis obliqua”的研究论文。研究结果表明,茶树在吸收外源性3-HAC(乙酸叶醇酯)后,通过“CsNAC2/CsMYB306→CsLOX2→JA”信号级联通路显著增强了对茶尺蠖的抗虫性能。
该研究由安徽农业大学茶树种质创新与资源利用全国重点实验室主办,韦朝领教授担任通讯作者。论文的共同第一作者包括安徽农业大学的博士生李家兴及已毕业的谷红莲、硕士研究生李梅,以及来自信阳师范大学的周棋赢教授。共同通讯作者则包括韦朝领教授、朱俊彦副教授和刘升锐教。
研究团队此前已发现,茶树在被茶尺蠖取食后,其体内的茉莉酸信号被激活,从而合成更多的3-HAC。这项研究旨在探究健康茶树能否吸收外源性3-HAC以提升其对茶尺蠖的抗性及相关机制。研究结果表明,外源性3-HAC处理后,茶树叶片中的3-HAC含量显著增加。通过稳定同位素标记的3-HAC处理,发现茶树叶片对[²H₂]-3-HAC的吸收率高达37.76%。此外,外源3-HAC处理后的茶树显著降低了茶尺蠖的取食量和体重增长,证明其直接增强了茶树的抗虫性。
为深入探讨3-HAC的抗虫机制,研究结合了代谢组学与转录组学的分析,结果显示,3-HAC能够显著激活茶树的茉莉酸(JA)信号途径,并且筛选出JA合成的关键差异基因CsLOX2。通过抑制CsLOX2,研究发现茶树叶片的JA含量以及对茶尺蠖的抗性显著降低,而外源3-HAC的处理能够有效恢复JA含量和抗虫性。这表明外源3-HAC处理能够上调CsLOX2的基因表达,从而提高茶树对茶尺蠖的抗性。

基于转录组相关性网络分析和启动子顺式作用元件的筛选,研究发现转录因子CsNAC2和CsMYB306与CsLOX2的表达高度相关。进一步的实验,如酵母单杂(Y1H)和表面等离子体共振(SPR)验证了这两个转录因子对CsLOX2表达的正向调控作用。反义抑制与外源3-HAC处理的实验结果进一步确认,3-HAC通过诱导CsNAC2和CsMYB306上调CsLOX2的表达,进而促进JA的合成,增强了茶树对茶尺蠖的抗性。
这项研究为我们理解茶树对茶尺蠖的抗性机制提供了新的视角,并为茶树的抗虫性改良提供了理论基础。


