研究揭示CIPK11-GSTU23模块调控茶树抗寒性机制

　　近日，中国农业科学院茶叶研究所茶树遗传育种创新团队在茶树低温胁迫功能基因模块鉴定研究中取得新进展，相关研究以“CIPK11 phosphorylates GSTU23 to promote cold tolerance in Camellia sinensis”为题发表在植物学经典期刊Plant, Cell & Environment上。

 

　　低温是限制茶树生长、关乎茶叶经济效益最重要的环境因子之一，CIPK蛋白激酶广泛参与植物的生长发育和对多种环境刺激的响应。遗传育种创新团队长期专注于茶树低温胁迫响应机制研究，研究人员发现茶树CsCIPK11的表达受低温胁迫的显著诱导。CsCIPK11可与谷胱甘肽-S-转移酶CsGSTU23互作并磷酸化CsGSTU23。CsGSTU23同样为低温诱导基因，其在耐寒茶树品种中的表达水平显著高于低温敏感品种。CsCIPK11通过磷酸化CsGSTU23的Ser37位点，以增强其蛋白稳定性和酶活性。利用模式植物拟南芥中过表达和茶树中瞬时抑制CsCIPK11的表达证实CsCIPK11正调控植物的低温抗性。进一步研究发现，茶树中瞬时抑制CsCIPK11的表达同时抑制了低温响应关键通路中CsCBF-CsCOR基因的表达，CsCIPK11通过磷酸化CsGSTU23调节植株低温下的抗氧化能力与耐受性。该研究为茶树抗寒新品种选育提供了新的基因资源。

 

　　该研究得到了国家自然科学基金、浙江省农业（茶树）新品种选育重大科技专项、国家茶叶产业技术体系和中国农业科学院创新工程等项目的支持。我所博士研究生邸太妹为论文第一作者，王新超研究员和王璐研究员为共同通讯作者，浙江大学James Whelan教授对本研究给予重要指导。