(1) Comparative Multi-omics of Tender Shoots From a Novel Evergrowing Tea Cultivar Provide Insight Into Winter Adaptation Mechanism
茶樹嫩梢的多組學(xué)比較研究為冬季適應(yīng)機(jī)制提供了見解
*PCP
茶樹是多年生植物，其中冬季休眠是對環(huán)境變化的重要生物適應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)并報道了一種新穎的茶樹栽培品種，該品種可以在幾年前的冬天產(chǎn)生嫩芽，但這種獨特表型的分子機(jī)制仍然未知。在這里，我們在冬季和春季嫩芽之間進(jìn)行了比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)以及植物激素定量分析，以研究其冬季不斷生長特性的生理基礎(chǔ)和推測的調(diào)控機(jī)制。我們的多組學(xué)研究得出以下發(fā)現(xiàn)。赤霉素和赤霉素的生物合成關(guān)鍵信號及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在冬筍中增加，導(dǎo)致ABA / GA含量比降低，這可能在維持冬季正常生長中起關(guān)鍵的調(diào)控作用。在冬筍中，參與能量代謝的蛋白質(zhì)，基因和代謝產(chǎn)物的豐度都增加了，這表明在相對弱的光照和低溫環(huán)境下，能量對于持續(xù)生長至關(guān)重要。與非生物抗性相關(guān)的蛋白質(zhì)和游離氨基酸在冬筍中也大量增加，這可能表示對冬季條件的適應(yīng)性反應(yīng)。這些結(jié)果使我們能夠推測出一種適應(yīng)這種冬季不斷生長的獨特嫩芽的新型分子機(jī)制。

研究人員經(jīng)常研究具有特定顏色的茶品種。然而，先前對茶樹白化病的研究主要基于具有不同遺傳背景的植物，或側(cè)重于白化茶葉中的常見成分，例如氨基酸，黃酮和類胡蘿卜素。在這項研究中，我們在野生型之間進(jìn)行了針對性強(qiáng)的代謝和轉(zhuǎn)錄組分析茶基因型（水縣，LS）及其白化突變體（黃金水縣，HS）。在分子水平上，MEP途徑中基因表達(dá)水平的改變可能減少了HS中葉綠素和類胡蘿卜素的產(chǎn)生，這可能是HS表型變化的主要原因。在代謝物水平上，大量與光保護(hù)有關(guān)的代謝物在HS中大量積累，包括黃酮，花青素，黃酮醇，黃烷酮，維生素及其衍生物，多酚，酚酰胺。該結(jié)果與酶活性實驗相結(jié)合，表明光合色素的缺乏使得HS的白化茶葉即使在正常光照條件下也更容易受到UV脅迫的影響。此外，除了常見的氨基酸外，我們還鑒定出許多含氮化合物，白化茶葉中的4 +不僅可以促進(jìn)氨基酸合成，還可以激活其他與氮代謝有關(guān)的專門代謝途徑?？傊?，我們的結(jié)果提供了新的信息，以指導(dǎo)進(jìn)一步研究由白化病在茶樹中引起的廣泛的代謝重編程事件。