南湖新聞網(wǎng)訊（通訊員 張泓）近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院、果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室茶樹(shù)種質(zhì)資源與遺傳育種團(tuán)隊(duì)在Genome biology上在線發(fā)表了題為“Differential epigenetic regulation by blue and UV-A light reveals the key role of CsSDG36-mediated H3K4 methylation in leaf development and secondary metabolism in Camellia sinensis”的研究論文。該研究首次系統(tǒng)揭示了藍(lán)光與UV-A通過(guò)組蛋白修飾調(diào)控茶樹(shù)葉片發(fā)育及品質(zhì)成分合成的表觀遺傳機(jī)制，為“高山云霧出好茶”的古老諺語(yǔ)提供了科學(xué)依據(jù)。

 

　　作為我國(guó)重要的木本經(jīng)濟(jì)作物，茶樹(shù)（Camellia sinensis （L.） O. Kuntze）在農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革、精準(zhǔn)扶貧、鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮著重要作用。2020年全國(guó)茶園的種植面積已達(dá)到4747.69萬(wàn)畝，干毛茶產(chǎn)量298.6萬(wàn)噸。

 

　　茶葉因其豐富的次級(jí)代謝產(chǎn)物（如兒茶素、咖啡堿和茶氨酸）具有極高的營(yíng)養(yǎng)和健康價(jià)值。諺語(yǔ)“高山云霧出好茶”，表明環(huán)境因素與植物的風(fēng)味形成和生理過(guò)程高度相關(guān)。然而，其背后的表觀遺傳機(jī)制尚不明確。

 

　　團(tuán)隊(duì)以高海拔云霧環(huán)境能夠保留更多短波長(zhǎng)的藍(lán)光和UV-A光為切入點(diǎn)，結(jié)合表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組、生理組及代謝組等多組學(xué)手段，深入解析了不同波長(zhǎng)光照下茶樹(shù)葉片結(jié)構(gòu)發(fā)育及多種次生代謝物（包括黃酮類(lèi)、茶氨酸、咖啡堿與β-胡蘿卜素等）的合成規(guī)律。結(jié)果顯示，藍(lán)光照射會(huì)顯著增加茶樹(shù)葉片的氣孔密度和葉肉組織厚度，而UV-A光則能提高葉綠素含量。同時(shí)，不同波長(zhǎng)光照引起的組蛋白修飾模式變化，與茶樹(shù)中黃酮類(lèi)、茶氨酸、咖啡堿等重要品質(zhì)成分的差異性積累密切相關(guān)，凸顯了表觀遺傳調(diào)控在茶樹(shù)光響應(yīng)中的關(guān)鍵作用。進(jìn)一步功能研究指出，隱花色素和向光素在光適應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮多樣性調(diào)控作用。同時(shí)，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶CsSDG36介導(dǎo)的H3K4位點(diǎn)甲基化被確認(rèn)在光信號(hào)影響葉片發(fā)育和次生代謝物合成中具有關(guān)鍵作用。

 

　　此項(xiàng)研究通過(guò)構(gòu)建藍(lán)光和UV-A光照條件下茶樹(shù)表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄組、生理組及代謝組響應(yīng)的全景圖譜，深入闡釋了光受體與表觀遺傳機(jī)制的協(xié)同作用影響茶樹(shù)發(fā)育與品質(zhì)。該成果為科學(xué)調(diào)控茶樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境和優(yōu)化光照條件提供了科學(xué)依據(jù)，為茶樹(shù)優(yōu)質(zhì)新品種培育開(kāi)辟了新的基因及表觀遺傳調(diào)控靶點(diǎn)，以助力茶產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量生產(chǎn)。

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院茶學(xué)系郭飛副教授為該論文的通訊作者，副教授王璞和博士研究生張泓為該論文的第一作者。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系倪德江教授和王郁講師參與了該論文的指導(dǎo)工作，已畢業(yè)碩士研究生葛悅、胡靜，碩士研究生陳彬睿，本科生陰永利也參與了本研究工作。該項(xiàng)目依托于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、云南省科技廳科技規(guī)劃項(xiàng)目和湖北省園藝作物種質(zhì)資源項(xiàng)目的資助。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s13059-025-03618-2

 

　　審核人 郭飛 王璞