研究发现调控茶树越冬芽休眠与萌发的关键基因模块

　　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越冬芽休眠与萌芽调控机理研究中取得重要进展，相关研究以“CsCBF1/CsZHD9-CsMADS27, a critical gene module controlling dormancy and bud break in tea plants”为题发表在植物学经典期刊The Plant Journal上。

 

　　茶树作为多年生经济作物，休眠和萌发既是其安全越冬的重要生存机制，又是影响春茶品质和经济价值的重要生物学过程。该研究发现，茶树中MADS-box家族成员CsMADS27为调控该过程的关键基因，其时空表达模式与越冬芽的休眠和萌发状态密切相关，异源超表达该基因能够显著延迟芽休眠的形成，并促进其休眠解除；瞬时沉默干扰冬季茶树腋芽中该基因的表达可抑制越冬芽的萌发。蛋白互作与启动子结合活性分析进一步揭示了CsCBF1和CsZHD9分别为CsMADS27上游的转录抑制因子和激活因子，二者可以响应外界光、温变化，通过直接相互作用和竞争性结合共同调控CsMADS27的表达。表观遗传修饰检测还发现，在芽休眠解除阶段CsMADS27的表达转录受组蛋白乙酰化修饰（H3K27Ac）的综合调控。研究表明CsCBF1/CsZHD9-CsMADS27是茶树感知环境变化核心模块，通过激活下游细胞循环、细胞分裂、组蛋白修饰等通路和对CsDJC23等基因的直接调控来决定越冬芽的生长发育进程。该研究深入揭示了茶树休眠和萌发的分子调控网络，丰富了常绿木本植物适应季节气候变化的分子机制，为耐寒早生茶树新品种的选育提供了新的基因资源和理论依据。

 

　　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和农业科技创新工程等项目的支持。我所郝心愿副研究员与硕士生唐俊伟、博士生陈瑶为该论文的主要完成人，美国农业部农业研究局David P Horvath教授和我所王新超研究员为该论文的共同通讯作者。