西藏东南高海拔茶园春季低温胁迫通过CsABF2调控茶叶叶绿素降解与酚类物质合成的分子机制

《Horticulture Research》：Spring cold stress at high altitudes in southeastern Xizang activates CsABF2 to regulate chlorophyll degradation and phenolic biosynthesis in tea plants

本研究针对高海拔地区春季低温影响茶树生长的难题，通过多组学分析发现CsABF2转录因子在低温胁迫下激活叶绿素降解基因CsSGR1和酚类合成关键基因CsPALa、CsMYB6c的表达，揭示了低温导致叶片黄化和次生代谢物积累的分子机制，为高海拔茶树抗寒育种提供了重要靶点。

　　

在云雾缭绕的西藏东南部高海拔山区，茶树这种原本生长在温暖湿润低纬度地区的植物，正面临着前所未有的生存挑战。当海拔攀升至2500米以上，春季反复无常的低温如同一位不速之客，常常打乱茶树的生长节奏，导致嫩叶出现斑驳黄化、老叶逐渐褐变的异常现象。这种神秘的高山"黄叶病"不仅影响茶叶产量，更深刻改变着茶叶的品质成分，成为制约高海拔茶产业发展的关键瓶颈。

为了解开这一谜团，安徽农业大学夏涛教授团队在《Horticulture Research》上发表了最新研究成果。研究人员在西藏东南部三个不同海拔的茶园（墨脱1200米、察隅1720米、巴宜2600米）建立了微型气象站，持续监测春季温度变化。他们发现高海拔的巴宜地区月平均最低温度仅2.23°C，与低海拔地区相差近10°C，这种巨大的温差波动正是导致茶树芽期延迟和叶片黄化的元凶。

通过室内模拟实验，研究人员设计了三种温度处理（4°C/4°C恒低温、10°C/4°C昼夜波动、10°C/10°C恒中温），发现昼夜温度波动对茶苗造成的伤害最为严重。在10°C/4°C处理下，茶苗不仅出现典型的水渍状冷害症状，其后续萌发率和鲜重也显著降低，这说明高海拔地区春季昼夜温差大是影响茶树生长的主要环境压力。

研究采用转录组测序、代谢物检测、反义寡核苷酸(AsODN)沉默技术和启动子激活实验等关键技术方法，样本来源于西藏高海拔茶园实地采集和室内控制实验的茶树材料。

1. Climatic characteristics of southeastern Xizang and cold injury in spring for tea plants

研究人员通过数字高程模型构建和气象数据分析，发现西藏东南部茶园主要分布在28°N-31°N、92°E-97°E之间，其中巴宜地区海拔超过2600米，春季温度显著低于低海拔地区。实地栽培试验显示，20个茶树品种在高海拔地区均出现叶片黄化和褐变现象，且症状随温度升高逐渐缓解。室内控制实验进一步证实，昼夜温度波动（10°C/4°C）比恒低温（4°C/4°C）造成更严重的伤害，茶苗恢复后的萌发率和鲜重显著降低。

2. Molecular basis of spring regional yellowing leaf in high-altitude tea plants

转录组分析发现，叶片黄化区域与相对绿色区域之间存在显著基因表达差异。黄化区域中叶绿素降解关键基因CsSGR1表达量上调10.3倍，其他降解基因如CsNYC1、CsCLH、CsPAO也显著上调。同时，苯丙烷代谢途径上游基因CsPAL、CsC4H、Cs4CL等表达增强，表明黄化区域同时活跃着酚类物质的生物合成。

3. Transcriptomic and metabolic responses of tea plants to indoor low-temperature treatment

低温处理显著改变了茶树的代谢特征。木质素组织化学染色显示低温组染色更深，定量分析证实木质素含量增加，关键基因CsPALa和CsC4H表达上调。叶绿素a含量显著下降，降解基因CsSGR1和CsPAO表达上调2.59倍。花青素合成途径基因CsCHS、CsCHI、CsF3H、CsDFR、CsANS均显著上调，花青素含量增加。转录组分析显示差异基因主要富集在氧化还原过程、类黄酮生物合成和苯丙氨酸代谢等通路。

研究结论表明，CsABF2转录因子在低温胁迫下被激活，进而调控下游叶绿素降解基因CsSGR1、苯丙烷途径关键基因CsPALa和类黄酮合成调控因子CsMYB6c的表达。这一分子机制的解析不仅解释了高海拔茶园春季叶片黄化的现象，还揭示了低温胁迫如何通过调控次生代谢影响茶叶品质形成的本质。该研究为高海拔茶树抗寒育种提供了重要的分子靶点，对促进高海拔茶产业发展具有重要指导意义。