茶树是全球重要的经济作物，易受病虫害影响产量与品质。茉莉酸（JA）是植物核心防御激素，其生物合成主要有十八碳与十六碳两条途径，OPR3被认为是 JA 合成的关键酶，而OPR2可通过催化 4,5-ddh-JA 生成 JA 参与防御，但在茶中调控 JA 介导抗虫性的分子机制尚不明确。全基因组关联分析（GWAS）已广泛用于茶树性状位点挖掘，但尚未应用于 JA 介导抗虫性的遗传解析。贵州拥有丰富的茶树种质，大厂茶（Camellia tachangensis）作为野生茶树，抗逆性强、功能成分丰富，是茶树遗传改良的优异资源。近日，贵州大学农业生物工程研究院牛素贞教授科研团队在园艺学顶级期刊Horticulture Research上发表了题为：Mining of CtOPR2 as an essential generegulating jasmonic acid mediated insect tolerance in Camellia tachangensis through genome-wide association studies的研究论文。此研究以350 份贵州茶树资源为材料，通过全基因组关联分析（GWAS） 鉴定出调控茉莉酸（JA）合成的关键基因CtOPR2，证实该基因定位于细胞膜，可催化4,5-ddh-JA 转化为 JA，并通过反义寡核苷酸抑制与烟草异源过表达验证，CtOPR2 能显著提升茉莉酸含量与斜纹夜蛾抗性，为茶树抗虫分子育种提供核心靶点与理论支撑。1. 茉莉酸含量与遗传分析
连续两年测定 350 份材料的 JA 含量，数据如下：
关键结论：大厂茶（G-IV 组）JA 含量显著高于其他种群，JA 含量主要受遗传控制。2. 群体遗传结构分析
- 经 GBS 测序获得255.2 GB 清洁数据，质控后得到100,720 个高质量 SNP。
- 群体分为5 个类群（4 个纯种群 + 1 个混合群），G-IV 群全部为大厂茶，遗传多样性特征显著。
- LD 衰减距离为50 kb，适用于高精度基因定位。
3. GWAS 鉴定关键位点与基因
- 选用CMLM-P+K为最优 GWAS 模型，以 **-log₁₀(P)≥4.0** 为阈值。
- 鉴定到60 个 JA 显著关联 SNP，其中 5 个在两年间稳定关联，表型解释率9.7%~16.11%。
- 关联区域内筛选到9 个 JA 相关候选基因，CtOPR2（CSS0047512.1） 为核心功能基因。
4. CtOPR2 基因功能验证
（1）亚细胞定位
CtOPR2 蛋白定位于细胞膜。
（2）反义寡核苷酸（asODN）抑制
- 抑制 CtOPR2 后，基因表达与 JA 含量显著下降。
- JA 合成基因（AOS、AOC、ACX、OPCL1）与响应基因（WRKY18、MYC2）表达显著下调。
（3）烟草异源过表达
- 获得 9 株阳性转基因烟草，OE-5/8/9株系表达量最高。
- 转基因烟草 JA 含量、AOS/AOC 酶活与防御基因表达显著升高。
- 斜纹夜蛾饲喂 28h，转基因叶片虫咬面积显著小于野生型，抗虫性增强。
AsODN-CtOPR2处理会下调相关基因的表达并降低JA的含量
本研究的关键问题：
问题 1：本研究如何确定 CtOPR2 是调控 JA 合成的关键基因？
①GWAS 分析将 CtOPR2 定位在 JA 显著关联 SNP 区域，注释为 12 - 氧代植物二烯酸还原酶 2；②CtOPR2 表达量与不同材料 JA 含量正相关；③asODN 抑制 CtOPR2 导致 JA 含量与合成 / 响应基因表达下降；④烟草过表达 CtOPR2 使 JA 含量升高、抗虫性增强，证实其核心功能。
问题 2：CtOPR2 提升茶树抗虫性的分子机制是什么？
CtOPR2 定位于细胞膜，直接催化 JA 合成前体4,5-ddh-JA 转化为活性 JA；JA 积累上调AOS、AOC、ACX等合成基因与WRKY18、MYC2等防御转录因子，激活茉莉酸信号通路，增强植物对斜纹夜蛾的免疫抗性。
问题 3：本研究对茶树抗虫育种有哪些应用价值？
①鉴定到60 个 JA 关联 SNP与核心基因CtOPR2，可开发分子标记用于标记辅助育种（MAS）；②明确大厂茶为高 JA、高抗虫优异种质，可作为抗虫育种亲本；③建立 “GWAS + 基因功能验证” 的茶树抗虫基因挖掘体系，为其他抗性育种提供方法参考。
