近年來隨著茶樹早生品種的廣泛種植，低溫尤其是“倒春寒”對茶葉生產的影響越來越大，“倒春寒”已經成為我國茶葉生產的主要災害氣候因子之一，解決“倒春寒”問題已成為我國茶葉界共同關注的重要難題及熱點。近期，我所茶樹遺傳育種團隊利用轉錄組學、代謝組學等技術手段，在茶樹新梢響應“倒春寒”的分子調控機理研究上取得重要進展。
圖1 倒春寒發生過程中的氣象條件變化（A）及茶樹新梢受害表型（B）
研究利用人工模擬“倒春寒”條件，分析了茶樹新梢萌發至魚葉期、一芽一葉期和一芽二葉期不同發育階段的轉錄組和代謝組變化，證實MAPK介導的乙烯信號和鈣離子信號是茶樹新梢響應“倒春寒”的兩個主要早期信號途徑，隨后低溫響應信號途徑ICE-CBF-COR被激活，引起一系列的生理代謝改變。其中，低溫脅迫條件下，新梢的生長、光合、次生代謝（主要為多酚生物合成）受到明顯抑制，而抗凍蛋白積累以及以淀粉代謝為主的糖代謝的顯著增強可能是新梢應對低溫脅迫的主要機制。以上信號通路中重要基因的表達及代謝物含量的變化在自然“倒春寒”條件下的茶樹新稍中也得到驗證。該研究結果將為全面揭示茶樹新梢抗寒機理和生產中解決“倒春寒”問題提供重要理論依據。
以上研究結果已在線發表在國際林學領域重要期刊《樹木生理學》（Tree Physiology）上。該研究得到了浙江省自然科學基金、國家自然科學基金、國家茶產業技術體系和中國農科院科技創新工程的支持。
圖2 茶樹新梢低溫響應關鍵基因在人工氣候室及自然倒春寒條件下的表達驗證
圖3 茶樹新梢響應倒春寒低溫的分子調控模型
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