近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹遺傳育種創(chuàng)新團隊在茶樹低溫脅迫功能基因模塊鑒定研究中取得新進展，相關(guān)研究以“CIPK11 phosphorylates GSTU23 to promote cold tolerance in Camellia sinensis”為題發(fā)表在植物學(xué)經(jīng)典期刊Plant, Cell & Environment上。

 

　　低溫是限制茶樹生長、關(guān)乎茶葉經(jīng)濟效益最重要的環(huán)境因子之一，CIPK蛋白激酶廣泛參與植物的生長發(fā)育和對多種環(huán)境刺激的響應(yīng)。遺傳育種創(chuàng)新團隊長期專注于茶樹低溫脅迫響應(yīng)機制研究，研究人員發(fā)現(xiàn)茶樹CsCIPK11的表達受低溫脅迫的顯著誘導(dǎo)。CsCIPK11可與谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶CsGSTU23互作并磷酸化CsGSTU23。CsGSTU23同樣為低溫誘導(dǎo)基因，其在耐寒茶樹品種中的表達水平顯著高于低溫敏感品種。CsCIPK11通過磷酸化CsGSTU23的Ser37位點，以增強其蛋白穩(wěn)定性和酶活性。利用模式植物擬南芥中過表達和茶樹中瞬時抑制CsCIPK11的表達證實CsCIPK11正調(diào)控植物的低溫抗性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，茶樹中瞬時抑制CsCIPK11的表達同時抑制了低溫響應(yīng)關(guān)鍵通路中CsCBF-CsCOR基因的表達，CsCIPK11通過磷酸化CsGSTU23調(diào)節(jié)植株低溫下的抗氧化能力與耐受性。該研究為茶樹抗寒新品種選育提供了新的基因資源。

 

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金、浙江省農(nóng)業(yè)（茶樹）新品種選育重大科技專項、國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目的支持。我所博士研究生邸太妹為論文第一作者，王新超研究員和王璐研究員為共同通訊作者，浙江大學(xué)James Whelan教授對本研究給予重要指導(dǎo)。