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我校茶学国家重点实验室在虫害胁迫下茶树间信息交流研究中取得新进展

作者:  文章来源:   点击数: 更新日期:2020-08-26

本网讯 近日,国际植物学权威学术期刊Plant, Cell & EnvironmentJournal of Experimental Botany杂志分别在线发表了安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宋传奎教授团队题为Herbivore-induced DMNT catalyzed by CYP82IFD47 plays an important role in the induction of JA-dependent herbivore resistance of neighboring tea plants”DOI: 10.1111/pce.13861)和“UGT85A53 promotes flowering via mediating abscisic acid glucosylation and FLC transcript in Camellia sinensis”(doi.org/10.1093/jxb/eraa373的两篇论文。该研究揭示了萜烯同系物DMNT介导虫害胁迫条件下茶树间信号交流的分子机制,并发现茶树糖基转移酶CsUGT85A53除了参与顺-3-己烯醇糖苷化调控茶树害虫胁迫外,还可通过ABA糖基化,进而参与茶树开花调控等新功能。

植物在遭受害虫取食时能够释放具有间接防御作用的挥发性物质,然而这些物质随植物和害虫种类的不同而有所差别,且其参与虫害防御的信号交流及其合成机制仍不甚清楚。团队通过茶树间的交流实验,发现受茶尺蠖危害的茶树释放香气能够显著降低茶尺蠖对临近茶树的取食量,进一步对茶树叶片被茶尺蠖取食诱导释放的香气物质主要成分为(E-4,8-二甲基-1,3,7-壬二烯(DMNT)、-3-己烯醇,并分析发现DMNT是被取食茶树与健康茶树间信号交流的关键物质,且鉴定到催化合成DMNT的关键基因,为茶树DMNT的释放调控提供理论依据(图1)。

1挥发性物质DMNT介导茶树间信号交流的模式Plant, Cell & Environment

该团队前期研究发现顺-3-己烯醇能够诱导健康茶树合成顺-3-己烯醇糖苷(一种作为对害虫具有直接防御的物质),并发现控制该过程的关键基因CsUGT85A53Jing et al.,Plant, Cell & Environment,2019)。近期的研究进一步发现,该基因不仅响应生物胁迫,还参与多种非生物胁迫;过表达CsUGT85A53的拟南芥植株花期明显提前,且发现其与开花抑制基因FLC表达受到抑制有关,试验证据还表明,该基因被抑制与其甲基化和体内ABA糖苷化密切相关(图2)。该研究结果揭示了茶树糖基转移酶CsUGT85A53除了参与顺-3-己烯醇糖苷化调控茶树害虫胁迫外,还可通过ABA糖基化,进而参与茶树开花调控等新功能。


2. UGT85A53参与植物花期调控的模式(Journal of Experimental Botany

以上两篇论文均安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室博士生荆婷婷第一作者宋传奎教授为通讯作者这项工作得到了国家重点研究发展计划(2018YFD1000601),国家自然科学基金面上项目(31870678),国际合作项目(31961133030),安徽省杰出青年科学基金(1908085J12)的资助。

原文链接

PCE论文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13861

JXB论文

https://academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/eraa373/5890669?redirectedFrom=fulltext