1月6日,記者從安徽農(nóng)業(yè)大學獲悉,該校教授宋傳奎、夏恩華等科研人員聯(lián)合相關(guān)單位揭示了茶樹基因通過功能分化調(diào)控茶樹抗逆性的新機制。相關(guān)研究成果日前刊發(fā)在國際期刊《植物細胞》上。
茶樹是我國重要的經(jīng)濟作物,其品質(zhì)和產(chǎn)量深受環(huán)境因素影響。研究發(fā)現(xiàn),茶樹基因組在大約3000萬年前發(fā)生過一次全基因組加倍事件,導致諸如糖基轉(zhuǎn)移酶(UGTs)等與茶樹抗逆性相關(guān)的基因家族在茶樹中快速擴增。
為了更好地理解UGTs如何影響茶樹的抗逆性,研究團隊深入探究了茶樹UGTs演化的奧秘。
研究人員通過對28種植物的UGTs進行系統(tǒng)分析,首次揭示了茶樹中UGTs的獨特擴張和收縮模式。茶樹中UGTs家族成員眾多,擁有297個成員,可以分為18個不同的亞家族。其中,G亞家族和H亞家族的擴張和收縮現(xiàn)象尤為突出。以“舒茶早”品種為例,該品種雖然僅保留一個H亞家族成員,但這對于提高茶樹抵抗真菌病害的能力至關(guān)重要。
與H亞家族不同,G亞家族在擴張過程中則出現(xiàn)了顯著的擴增與功能分化,尤其是在抗寒和抗旱方面。例如,G亞家族中的兩個成員,UGT85A53和UGT1,都能選擇相同的揮發(fā)性化合物作為底物,但它們對植物激素的選擇性卻有所不同。這種選擇性的差異讓這兩個基因能夠調(diào)節(jié)茶樹的抗寒性和抗旱性,從而幫助茶樹適應(yīng)不同的環(huán)境條件。研究人員表示,這一發(fā)現(xiàn)對于未來的茶樹育種工作具有重要意義。