本网讯 近日，我校茶树种质创新与资源利用全国重点实验室李鹏辉教授团队在《Plant Biotechnology Journal》期刊在线发表了题为“JA Regulates Caffeine Biosynthesis in Tea Leaf for Resistance Against Fungal Infection and Antagonises With GA to Balance the Defence-Growth Trade-Off Via CsDELLA-JAZ-MYC2-MYB184-TCS1 Module”的研究论文，揭示了茉莉酸（JA）与赤霉素（GA）拮抗调控咖啡碱介导的茶树先天免疫防御分子机制，以及茶树在生长和发育的权衡。

咖啡碱是世界三大无酒精饮料（茶、咖啡和可可）的核心风味物质，具有兴奋神经中枢、缓解压力、提高注意力等生理功能，已经成为重要的食品、药品功能性营养添加剂。咖啡碱还具有较强的广谱抑菌、抗虫活性，是茶树等植物的基础免疫防御系统的重要成分。然而，咖啡碱在植物应对外界生物胁迫的生理功能，以及咖啡碱合成如何响应生物胁迫等还尚未完全解析。此外，当植物遭受生物胁迫时，大量次生代谢物（如咖啡碱）的合成会导致植物体生长受到抑制，在茶树中这种防御-生长权衡机制研究较少。针对这些问题，安徽农业大学李鹏辉教授团队聚焦咖啡碱合成调控，解析了茉莉酸和赤霉素拮抗调控咖啡碱合成参与茶树抗炭疽病的分子机制，构建了生物胁迫下咖啡碱合成的调控网络，为理解茶树生物胁迫防御、培育优质高抗茶树品种提供理论指导。

本研究发现，JA调控的CsMYB184是茶叶咖啡碱生物合成的关键因子。外源施加茉莉酸甲酯（MeJA）可促进茶叶咖啡碱生物合成并增强对真菌病原体的抗性。JASMONATE ZIM结构域蛋白（JAZs）通过与CsMYB184互作，抑制其对TCS1的转录激活作用；而JA效应因子CsMYC2直接结合并激活CsMYB184转录，同时通过赤霉素2-氧化酶4（CsGA2ox4）直接调控赤霉素失活来抑制植物生长。相比之下，GA通过竞争性DELLA蛋白与JAZs互作解除JAZ对CsMYB184的抑制，既能刺激茶树生长、抑制咖啡碱生物合成，也会增加茶树对真菌病原体的易感性。CsDELLA-JAZ-MYC2-MYB184-TCS1形成"激活-抑制"循环通路，通过协调发育与激素调控来实现咖啡碱生物合成对真菌病原体的响应，从而平衡茶树生长与防御反应的资源分配。该研究揭示JA-GA通过拮抗调控咖啡碱生物合成构成天然免疫防御机制，同时通过JA与GA信号通路的交互实现茶树生长与防御的平衡。

JA和GA拮抗调控茶树咖啡碱积累和生长-发育权衡的分子网络

安徽农业大学为第一单位与通讯单位，李鹏辉教授课题组博士研究生叶志立、硕士研究生郑紫青、王劲松（已毕业）为论文共同第一作者，李鹏辉教授和湖南农业大学赵剑教授为共同通讯作者。夏恩华教授、司雄元副研究员、张延瑞博士以及硕士生钟沁雨、牟晓玉、袁周芳、黄寅、Zainab Ghazala、左豪、李雅玲、梁晓雨、戚宇佳等对本研究做出了重要贡献。该研究得到国家自然科学基金、安徽省教育厅等项目的资助（文图：李鹏辉 初审：宋传奎 复审：郑雪林 终审：曹雷）。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70355