近日,安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室李叶云团队在Plant Journal在线发表了题为“Ethylamine, beyond the synthetic precursor of theanine: CsCBF4-CsAlaDC module promoted ethylamine synthesis to enhance osmotic tolerance in tea plants” 的研究论文。乙胺(ethylamine,EA)是茶氨酸合成的重要前体,但是其在茶树中的其他生理功能尚未被深入研究。本研究表明,EA可以通过清除渗透胁迫下茶树产生的过量羟自由基来维持ROS稳态,可能在茶树的渗透胁迫反应中扮演着关键角色。
本研究在体外实验中,发现EA可能作为活性氧的清除剂,帮助植物抵御渗透胁迫引起的损伤。此外,在不同茶树品种中观察到EA水平与渗透耐受性之间存在显著相关性。通过对茶树叶片进行丙氨酸脱羧酶 (CsAlaDC)基因的沉默,EA水平显著降低,而在过表达CsAlaDC的拟南芥中,EA水平则显著上升,表明EA与ROS稳态之间的调节作用,从而表现出敏感和耐受的表型。此外,CsCBF4转录因子功能被确立为可以直接结合CsAlaDC启动子,其沉默处理导致CsAlaDC表达下降,从而降低EA含量,最终造成ROS过量积累和渗透敏感表型。这一系列实验结果揭示了一个新的调控模块——CBF4-CsAlaDC,该模块负责调节EA的积累和ROS的稳态,以应对渗透胁迫。
综上,本研究首次揭示了乙胺在茶树渗透胁迫响应中的重要性,建立了CBF4-CsAlaDC调控模块,为进一步理解茶树在逆境条件下的生理机制提供了新思路。
实验室在读博士生周子文为本文的第一作者,李叶云教授、张显晨副教授共同通讯作者。该研究得到了国家重点研究发展计划(202203a06020014)、国家重点研发计划项目(2021YFD1601103)、安徽省科学基金(2022AH050919)、安徽省科技重大专项(202203a06020014)资助。
来源:安徽农业大学