一项新研究揭示了茶树中磷酸盐（Pi）信号与茉莉酸（JA）途径之间复杂的相互作用，展示了它们如何控制儿茶素的产生。这些化合物对茶的经济重要性和健康益处至关重要。该研究揭示了影响儿茶素合成的环境和激素因素。
茶儿茶素是茶叶中的关键活性成分，以其在糖尿病、癌症和心血管疾病等疾病的预防中的保护作用而闻名。然而，它们的生物合成对环境因素高度敏感，尤其是磷酸盐（Pi）的可用性，而在茶树生长的土壤中，磷酸盐往往稀缺。这种缺乏会扰乱次生代谢产物的积累，从而对茶叶质量产生不利影响。鉴于这些挑战，迫切需要了解在不同营养条件下调控儿茶素生产的分子机制。
关键的转录因子及其作用
该研究由浙江省农业科学院的科学家进行，并于2024年6月27日在《园艺研究》上发表，探讨了茶树中磷酸盐信号与茉莉酸（JA）途径之间复杂的相互作用。研究人员确定了两个关键的转录因子，即参与磷酸盐信号的CsPHR1和CsPHR2（磷酸饥饿反应（PHR）），以及茉莉酸途径中的抑制因子CsJAZ3（茉莉酸ZIM域（JAZ））。
这些元素共同调节儿茶素生物合成以响应营养水平和激素信号，为茶叶品质的遗传控制提供了新的见解。
研究表明，磷酸盐缺乏通过CsPHR1和CsPHR2激活儿茶素生物合成中的关键基因，增强CsANR1（花青素还原酶，ANR）和CsMYB5c（成髓细胞瘤，MYB）的表达，它们在儿茶素生产中起着至关重要的作用。此外，还发现磷酸盐途径阻遏物CsSPX1抑制CsPHR1和CsPHR2的作用，从而微调对磷酸盐供应的响应。
磷酸盐与茉莉酸途径的相互作用
该研究进一步揭示，CsJAZ3与CsPHR1和CsPHR2相互作用，将茉莉酸信号与磷酸盐调控联系起来。这种相互作用对于平衡植物对营养胁迫和激素变化的适应性反应至关重要，从而影响儿茶素含量和整体茶叶品质。
该研究的主要作者高洁红博士评论道：“我们的研究揭示了磷酸盐和茉莉酸途径相互交织的复杂调控网络，该网络控制茶树的儿茶素生物合成。这些见解不仅加深了我们对茶叶代谢的理解，而且为通过精确的遗传和环境管理提高茶叶品质提供了潜在的策略。”
CsPHRs-CsJAZ3调控模块的鉴定为茶产业带来了巨大的机遇。通过战略性地调控这些途径，可以提高儿茶素水平，从而提升茶叶的质量和保健功能。这些发现可以为优化栽培实践提供指导，以提高养分利用效率，减少环境压力，并提升茶叶的经济和营养价值，使其成为未来更可持续的作物。
参考文献：“CsPHRs-CsJAZ3 结合磷酸盐信号和茉莉酸途径调节茶树儿茶素生物合成”，作者：李林英、张雪莹、李大、苏慧、何玉清、徐泽龙、赵耀、洪意意、李庆生、徐平、洪高杰，发表于2024年6月27日，《园艺研究》。DOI：10.1093/hr/uhae178
本研究得到了浙江省自然科学基金（项目编号：LQ23C020003和LR22C020003）、国家自然科学基金（项目编号：32272553）、浙江省农作物育种重大科技专项（项目编号：2021C02067-7和2021C02064-6）以及农产品生物和化学危害因子质量安全控制国家重点实验室（项目编号：2021DG700024-KF202102）的资助。
