氮（N）是核酸、蛋白质和生物活性化合物的重要组成部分，氮供应不足会限制植物生长，而过度施用氮肥会破坏环境。茶树 (Camellia sinensis (L.) Kuntze)是重要的木本农作物， L-茶氨酸、多酚和咖啡因是影响茶叶品质的主要代谢物。不同茶树品种的氮利用效率（NUE）不同，研究耐受性和敏感性茶树基因型的转录反应有助于更好地理解NUE并改进可持续农业的育种策略。茶叶组织中，苯丙素代谢途径在氮缺乏（ND）下被激活，包括黄酮醇和木质素的生物合成，但ND下木质素生物合成和黄酮醇生物合成差异表达基因（DEGs）的关系在茶树中尚未得到充分研究。
近期，一项发表于Plant Stress的研究揭示了ND对两种不同茶基因型（耐受型Karatum和敏感型Kolkhida）的影响以及茶品质与ND耐受性相关分子之间的互作。研究人员分析了两种茶基因型在两个月和四个月ND条件下的转录响应。结果表明，ND条件下苯丙素代谢途径在两个品种中均显著富集。进一步研究发现，大多数转录因子DEGs与ABA介导的应激反应相关。其中，TEAK026346（bZip23）、TEAK015869（RADIALIS-like 3 isoform X1）、TEAK022547（bHLH78）在两种基因型和两个应激时期均上调，而TEAK030189（MYB家族转录因子EFM like）下调，这些转录因子在调节氮缺乏响应中起着重要作用。此外，苯丙素途径DEGs的基因网络显示木质素生物合成 DEGs 中存在被放弃或不再活跃的边缘连接。长期ND条件下，耐受基因型中细胞壁代谢和次生代谢更稳定。
研究还发现，Kolkhida（敏感型）在ND下叶片氮含量下降幅度更大，L-茶氨酸、咖啡因积累减少更明显，简单儿茶素和没食子酸的积累更多，且ND对其植被指数的影响更大，表明Kolkhida（敏感型）对ND更敏感。
综上所述，该研究揭示了ND对茶树的影响机制，为开发耐ND的茶基因型提供了新的候选基因。这些发现对于提高茶叶产量和质量，以及实现可持续农业具有重要意义。
本研究中，植被指数（CTR2和ReNDVI）通过植物叶片光谱仪CI-710s（CID Bio-Science, USA）完成。
图1 两种茶基因型对ND响应的表型差异（上图），ND对两种茶基因型叶片氮含量（%）的影响（下图）
图2 ND对两种茶基因型代谢物和植被指数的影响
图3 两种茶基因型在不同氮供应下的转录组关系
图4 ND四个月后两种茶基因型中DEGs的GO富集（A、B），常见GO和KEGG通路的Venn图（C、D）
图5 通过RNAseq和RT-qPCR评估的两种茶基因型在ND下的基因表达差异
图6 ND下茶树苯丙素途径相关基因的表达变化情况以及不同基因型之间的差异
表1 Kolkhida和Karatum在响应ND的苯丙素途径调控相关的重构基因网络中的共有基因
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