油菜素内酯通过激活抗氧化防御和代谢通路增强"福鼎大白茶"对炭疽病的抗性机制研究

推荐：本研究针对福鼎大白茶(Camellia sinensis)炭疽病(Colletotrichum gloeosporioides)防治难题，通过外源油菜素内酯(BR)处理，结合转录组学和代谢组学分析，发现BR通过增强POD、GST活性，调控谷胱甘肽代谢和类黄酮生物合成通路，显著提升茶树抗病性。该成果为茶树病害绿色防控提供了新策略。

　　

在茶叶主产区福建福鼎，一种名为"福鼎大白茶"(Fuding Dabaicha, FDT)的特色茶树品种正面临炭疽病的严重威胁。这种由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides, Cg)引起的真菌病害不仅导致茶叶减产，更影响品质，给茶农造成巨大经济损失。传统化学防治方法存在农药残留、病原菌抗性等问题，亟需开发绿色防控技术。油菜素内酯(Brassinolide, BR)作为一种植物激素，在调控植物生长发育的同时，也被发现能增强植物抗逆性，但其在茶树抗炭疽病中的具体机制尚不明确。

福建农林大学的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表的研究，首次系统揭示了BR诱导福鼎大白茶抗炭疽病的分子机制。研究人员采用100 mg/L BR预处理茶树，通过病原菌接种实验、抗氧化酶活性测定，结合转录组学和靶向代谢组学分析，发现BR处理能显著延缓病害发展，提升过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性。多组学数据揭示，BR通过激活谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导和苯丙烷生物合成通路，促进类黄酮、黄酮醇和二萜类物质的合成，从而增强茶树防御能力。

关键技术方法包括：从福建农林大学南山茶园获取福鼎大白茶样本；采用离体叶片接种法评估三种Cg菌株(N425, LY81, ZN81)的致病性；通过ImageJ软件量化病斑面积；使用RNAprep Pure Plant Plus Kit提取RNA并进行转录组测序；采用LC-ESI-MS/MS系统进行代谢物检测；通过OPLS-DA模型分析差异代谢物。

研究结果部分：
3.1节显示ZN81菌株致病性最强，病斑面积在第5天达0.153±0.07 cm²，被选为后续实验菌株。
3.2节发现100 mg/L BR处理诱导抗性效果最佳(63.54%)，且抗性在处理后第1天即达峰值(40.16%)。
3.3节生化分析显示BR-Cg组的POD活性(27.6 U·g^-1·min^-1)和GST活性显著高于CK-Cg组，但H₂O₂和MDA含量未显著降低，表明BR维持了防御所需的适度活性氧(ROS)水平。
3.4节转录组分析鉴定出1744个差异表达基因(DEGs)，其中MYB、WRKY等转录因子家族占比达47%，苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)等防御相关基因显著上调。
3.5节代谢组检测到1038种代谢物，类黄酮占比最高(231种)，BR处理后槲皮素等黄酮醇含量显著增加。
3.6节多组学整合分析显示谷胱甘肽代谢和类黄酮生物合成通路在基因和代谢物层面均显著富集。

研究结论表明，BR通过三重机制增强茶树抗病性：激活抗氧化酶系统(POD、GST)维持氧化还原平衡；上调PAL、4CL等基因促进防御代谢物合成；协调MYB、WRKY等转录因子调控防御网络。这种激素诱导的抗性(Induced Resistance)不依赖化学农药，为茶树炭疽病的生态防控提供了新思路。研究首次在福鼎大白茶中建立了BR-类黄酮-抗病性的分子关联，不仅丰富了植物免疫理论，也为其他经济作物的病害防控提供了借鉴。未来研究可进一步探索BR与其他植物激素(如水杨酸SA、茉莉酸JA)的协同作用，以及不同茶树品种对BR响应的遗传差异。