近日，Horticultural Plant Journal在线发表了安徽农业大学宛晓春团队题为“GOLDEN 2-LIKE transcription factors regulate chlorophyll biosynthesis and flavonoid accumulation in response to UV-B in tea plants (Camellia sinensis) (转录因子CsGLKs响应UV-B光信号调控茶树叶绿素合成与类黄酮积累)”的研究论文。
研究背景类黄酮化合物是决定茶叶品质特性的重要次生代谢物质之一，不仅影响茶叶健康功效，亦是茶汤口感、苦涩度与风味特征的关键决定因素。茶树叶片类黄酮积累具有明显的品种特异性，白化黄化茶树叶片的类黄酮含量与组分比例显著异于绿叶品种，暗示茶树类黄酮物质积累很可能与其叶色密切相关。转录因子GOLDEN 2-like（GLK1与GLK2）属于GARP家族，参与拟南芥根系感光绿化，在植物叶绿体发育与叶绿素合成等叶色变化方面发挥重要调控作用，然而，关于GLKs如何响应光信号、是否参与调控植物类黄酮代谢，尚无明确报道。
研究问题茶树CsGLK1和CsGLK2介导UV-B光信号调控茶树叶绿素和类黄酮的生物合成，影响茶树叶色变化与次生代谢物质积累。
(资料图片仅供参考)
（1）CsGLK1和CsGLK2通过与光信号蛋白CsHY5互作响应UV-B光信号。滤除自然光中的UV-B光信号波段，茶树叶片CsGLK1与CsGLK2转录表达量降低；补充UV-B辐射，茶树叶片中CsGLK1与CsGLK2转录表达量升高；序列克隆分析显示CsGLK1与CsGLK2启动子区域存在G-box光响应元件，Y1H、LUC、EMSA与ChIP分子生物学技术表明CsGLK1与CsGLK2启动子能够被CsHY5结合（图1）。
Fig.1 Subcellular localization and CsHY5 regulation of CsGLKs
（2）CsGLK1和CsGLK2调控叶绿素合成关键酶编码基因转录表达影响叶绿素合成。不同光信号处理下，CsGLK1和CsGLK2与光捕获蛋白CsLHCB、叶绿素合成途径关键酶编码基因（CsCHLH、CsHEMA1与CsPORA）的转录表达呈现高度相关性。进一步通过分子生物学分析，发现CsGLK1和CsGLK2能够和CsLHCB、CsCHLH、CsHEMA1和CsPORA启动子结合，调控茶树叶片叶绿素合成（图2）。
Fig.2 Function analysis of CsGLKs regulating light harvesting and chlorophyll biosynthesis
（3）CsGLK1和CsGLK2调控类黄酮合成途径相关转录因子和黄酮醇合成基因。茶园光质试验发现滤除自然光中UV-B组分，CsGLKs表达显著下调，类黄酮（尤其是黄酮醇糖苷类物质）含量显著降低、类黄酮生物合成途径关键转录因及关键酶编码基因表达下调。进一步的分子分析表明，CsGLK1和CsGLK2可以结合CsMYB12、CsFLSa、CsDFRa和CsLARa基因启动子，调控茶树叶片中黄酮醇糖苷物质合成（图3）。
Fig.3 Function analysis of CsGLKs regulating the flavonoid biosynthetic pathway
意义和创新性本研究以国家级良种‘舒茶早’茶树为试验材料，通过茶园光质试验、生化分析与分子功能验证等方法，发现CsGLK1和CsGLK2通过与CsHY5互作响应并介导UV-B光信号调控茶树叶绿素和类黄酮合成。这些结果为我们深入了解植物的光调控机制提供新的认知。
END作者及团队介绍柳旭阳为该论文的第一作者，刘琳琳和宛晓春为该文的通信作者。
基金介绍该研究获得国家自然科学基金面上项目(32072623)，国家自然科学基金青年项目(31700611)的资助。
论文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468014123000638
2022年“HPJ文章合集”
期刊简介
Horticultural Plant Journal是由中国园艺学会、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、中国农业科学技术出版社有限公司主办的英文学术期刊。刊载关于园艺作物种质资源、遗传育种、栽培技术、生理生化、基因组学、生物技术、植物保护、采后处理与利用等原创性研究论文、研究简报及综述等。HPJ已被SCIE、Scopus、BA&BP、DOAJ、CAB Abstracts、Food Science and Technology Abstract等国内外多个重要数据库收录，论文在SD网络出版平台实现全文开放获取和在线预出版。2021年最新影响因子4.240，园艺学科Q1区,植物学科Q1区。2022年中科院期刊分区（升级版）：在农林科学类位于1区，属于Top期刊；园艺学类位于1区，植物科学类位于2区。
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