近日,我所茶树遗传育种创新团队在国际经典植物学期刊The Plant Journal在线发表了题为“CsWRKY6-2/CsWRKY12 module regulates gallated catechin biosynthesis in tea plants”的研究论文,揭示了茶树酯型儿茶素积累的新的精细调控机制。
酯型儿茶素是影响茶叶品质与健康功效的重要次生代谢物,但在不同品种和成熟度叶片中含量差异大,其调控机理尚不清晰,是茶树品质性状遗传机制研究关注的重点领域。团队前期发现转录因子CsWRKY12通过激活关键酶基因CsSCPL4/5促进酯型儿茶素合成(Zhang et al., The plant Journal, 2024)。进一步研究发现,CsWRKY12同家族转录因子CsWRKY6-2的表达水平与不同茶树品种及不同叶位叶片中的酯型儿茶素含量呈负相关。沉默CsWRKY6-2可导致茶叶中酯型儿茶素含量增加,而过表达则产生相反效果。该调控过程与酯型儿茶素关键生物合成基因CsSCPL4/5及其激活因子CsWRKY12的表达变化密切相关。进一步研究发现,CsWRKY6-2既能够结合CsSCPL4/5和CsWRKY12的启动子区域,抑制它们的表达,又能与CsWRKY12直接发生物理相互作用,竞争结合靶基因CsSCPL4/5的启动子,拮抗CsSCPL4/5的表达,从而协同调控酯型儿茶素水平。在不同酯型儿茶素含量的品种和不同叶位叶片中,CsWRKY6-2与CsWRKY12对CsSCPL4/5的调控强度不同,低酯型儿茶素含量的茶树品种和叶片CsWRKY6-2表现出高表达,而CsWRKY12、CsSCPL4/5则低表达,高酯型儿茶素含量的茶树品种和叶片则呈现出相反的表达模式。研究结果提出并证实了CsWRKY6‑2 / CsWRKY12“负–正”配对调控模块精细调控茶树酯型儿茶素积累的新型机制,为茶叶品质改良提供了重要基因靶点。
我所博士后张永恒和博士研究生王洁为论文共同第一作者,王新超研究员、王璐研究员和云南农业大学刘莹博士为该论文共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家茶树育种联合攻关、国家茶叶产业技术体系及中国农科院农业科技创新等项目的资助。

茶树CsWRKY6-2/CsWRKY12模块介导CsSCPL4/5表达调控酯型儿茶素水平的机制