茶树（Camellia sinensis）作为全球重要的多年生经济作物，其生产常受炭疽病等真菌病害的严重威胁。植物激素信号网络是介导茶树抵御病原侵染的核心机制，其中水杨酸（SA）、生长素（IAA）和茉莉酸（JA）在防御响应中发挥关键作用。然而，这些激素常以无活性的甲基化形式（如MeSA、MeIAA、MeJA）储存，其向活性形式的转化依赖于特定的甲基酯酶（Methyl Esterase, MES）催化。近期，浙江省农业科学院茶树种质创新与利用团队在国际权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry (JAFC)》（农林科学一区TOP期刊）发表题为“Functional Characterization of the Methyl Esterase MES4 in Hydrolytic Activity of Methylated Phytohormones in Tea Plants Based on Multi-Omics Analysis”的研究论文，系统解析了茶树MES基因家族的功能，并首次鉴定了一个具有三重底物特异性的关键酶——CsMES4。
研究团队基于茶树致病菌Colletotrichum camelliae侵染茶树叶的转录组与植物激素代谢组联合分析，筛选出与激素动态变化高度相关的候选基因。通过全基因组鉴定，共获得17个CsMES成员。其中，CsMES4在病原侵染后显著上调表达，且亚细胞定位显示其定位于细胞核与细胞膜，提示其可能参与信号感知与转导。后续通过原核表达、蛋白纯化及体外酶活测定，研究证实CsMES4能高效催化MeSA、MeIAA和MeJA的去甲基化反应，分别生成活性形式的SA、IAA和JA。为进一步验证其生物学功能，研究采用反义寡核苷酸（asODN）技术在茶树叶片中实现CsMES4的瞬时沉默。结果表明，CsMES4沉默显著降低了叶片中SA、IAA和JA的积累水平，并导致炭疽病病斑面积显著扩大，直接证明CsMES4正向调控茶树对炭疽病的抗性。为阐明CsMES4多功能催化的结构基础，研究团队构建了其三维结构模型，并结合分子对接预测潜在底物结合位点。随后，针对非保守但邻近活性中心的氨基酸残基（F60、S127、L128）进行定点突变。功能分析显示：F60L突变显著削弱了酶对三种底物的催化活性；S127Y突变则增强了其催化效率。上述结果不仅明确了CsMES4催化功能的关键决定位点，也为理解其广谱底物特异性的分子基础提供了结构依据。
本研究系统鉴定了茶树MES基因家族，并功能验证了CsMES4作为连接甲基化激素前体与活性防御信号的核心枢纽。该成果不仅深化了对茶树激素代谢与免疫调控网络的认识，也为茶树抗病分子设计育种提供了高价值的候选基因资源。未来通过遗传改良提升CsMES4的表达或活性，有望培育出对炭疽病等主要病害具有持久抗性的新种质，助力绿色、可持续茶产业发展。
