近日,安徽农业大学茶树种质创新与资源利用全国重点实验室夏涛、高丽萍教授团队在国际权威期刊《New Phytologist》上发表了题为“Identification of Cslnc924/CsmiR390a/CsTAS3/CsARF2s/CsOPR2 axis involved in regulating the resistance of tea plants to anthracnose”的研究论文。该研究首次在茶树中解析了一条全新的长链非编码RNA(lncRNA)调控通路,系统阐明了Cslnc924/CsmiR390a/CsTAS3/CsARF2s/CsOPR2调控轴在茶树抵御炭疽病中的分子机制,为茶树抗病分子育种提供了关键靶点与理论支撑。
茶树炭疽病是由胶孢炭疽菌(Colletotrichum camelliae)引起的茶树主要病害,严重影响茶叶的产量和品质。尽管非编码RNA在植物免疫调控中的作用日益受到重视,但茶树中lncRNA–miRNA–mRNA多级调控网络如何响应并抵御炭疽病的具体机制尚不明确。
针对这一科学问题,研究团队通过小RNA转录组测序,系统分析了炭疽菌侵染后茶树中差异表达的miRNA及其靶基因,筛选出受病原菌显著诱导的CsmiR390a,并证实其通过保守的CsmiR390a/CsTAS3/CsARF2s通路参与抗病过程。进一步的机制研究揭示,长链非编码RNACslnc924作为该通路的上游关键激活因子,能够通过形成RNA–DNA三螺旋结构,直接结合在CsmiR390a的启动子区域,从而显著激活其转录。
基于相关性分析与分子生物学验证,研究团队进一步发现,转录因子CsARF2s能够直接结合茉莉酸(JA)合成关键基因CsOPR2-1的启动子并抑制其转录。当Cslnc924激活整条调控通路后,CsARF2s的表达被下调,从而解除对CsOPR2-1的抑制,最终导致JA及其活性衍生物JA-Ile含量显著上升,增强茶树对炭疽病的抗性。
该研究成功揭示了一条新的茶树抗炭疽病调控轴,将lncRNA、miRNA、tasiRNA与茉莉酸通路串联成一个完整的免疫调控网络。这不仅拓展了人们对植物非编码RNA调控抗病机制的理论认知,也为培育高抗炭疽病茶树品种提供了可直接应用的分子靶点与调控思路。
安徽农业大学为论文第一单位,茶树种质创新与资源利用全国重点实验室博士后姜婷为论文第一作者,夏涛教授和高丽萍教授为共同通讯作者。宋金敏硕士、李潇硕士、李童童博士后、刘颖老师、刘亚军教授、蒋晓岚教授、王海燕副教授和王娜娜副教授等也对本研究做出了重要贡献。
