茶树是一种喜温畏寒的经济作物。低温是影响茶树能否安全越冬及种植北移的关键因素。近年来，虽然茶树抗寒生理生化和基因发掘的研究已取得长足发展，但关于茶树抗寒调控机理的研究尚处起步阶段。WRKY转录因子作为植物基因表达调控的重要转录因子，已被证实在植物逆境转录调控和应激反应中发挥重要作用，然而其在调控茶树低温胁迫中的作用仍不清楚。
2022年9月6日，Beverage Plant Research 在线发表了安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室夏恩华教授团队题为Characterization of CsWRKY29 and CsWRKY37 transcription factors and their functional roles in cold tolerance of tea plant 的研究论文。
研究首先通过比较基因组学和生物信息学分析，全面鉴定了茶树基因组中86个WRKY转录因子编码基因，并通过系统进化和结构域模式分析表明，茶树WRKY转录因子可以分为3个大类群(I-III)和5个亚类群(II-a, II-b, II-c, II-d, II-e)。进一步通过对不同低温时间处理样品的CsWRKY开展差异表达分析，筛选并克隆出了2个与茶树低温胁迫响应密切相关的候选基因 CsWRKY29 和CsWRKY37 。通过反义寡聚核苷酸对CsWRKY29/37 进行基因表达抑制实验，结果表明低温处理下基因表达抑制植株比对照组植株的叶片受损更严重，其Fv/Fm的比值下降，丙二醛的含量上升(图1);而过表达CsWRKY29 和CsWRKY37 基因的转基因拟南芥在低温下存活率更高，丙二醛含量明显降低，转基因植株的耐寒性增强。本研究发掘并验证了茶树CsWRKY29和CsWRKY37转录因子在提高茶树抗寒性中的作用，为推动以增强茶树抗寒为目标的遗传改良进程、促进茶产业的可持续发展提供了靶基因。
图1. 利用反义寡聚核苷酸对CsWRKY29/37 进行基因表达抑制实验Figure 1. Antisense oligodeoxynucleotides- based gene silencing of CsWRKY29 and CsWRKY37 in tender leaves of tea plants
图2. 过表达CsWRKY29 and CsWRKY37 对拟南芥的低温耐受性的影响Figure 2. Overexpression of the CsWRKY29 and CsWRKY37 in Arabidopsis plants
安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室夏恩华教授为本文通讯作者，硕士研究生赵慧娟为第一作者。研究得到了国家自然科学基金项目(32172626)和安徽省自然科学基金项目(2208085MC72、1908085MC75)等的支持。
作者团队介绍
夏恩华教授研究团队主要从事茶树重要品质和农艺性状的遗传机理解析、茶树及其野生近缘物种的比较基因组学和进化生物学、茶树应答低温/病虫害的分子机理及茶树全基因组分子设计育种体系构建和种质创新等相关研究。
会、中国农业科学院茶叶研究所与Maximum Academic Press联合出版的开放获取的期刊，致力于传播饮料作物领域研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论和观点。主题范围包括但不限于饮料植物生物学、饮料质量及化学分析等。期刊主编由中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士与美国星巴克集团Brian Schaneberg博士共同担任。
来源：中国茶叶学会
如涉及版权问题请联系删除
