首頁(yè) 資訊園藝科學(xué)與工程學(xué)院張正群團(tuán)隊(duì)揭示不同品種茶樹(shù)防御小貫小綠葉蟬取食的蛋白調(diào)控新機(jī)制

園藝科學(xué)與工程學(xué)院張正群團(tuán)隊(duì)揭示不同品種茶樹(shù)防御小貫小綠葉蟬取食的蛋白調(diào)控新機(jī)制

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月27日 16:58

近日，園藝科學(xué)與工程學(xué)院張正群團(tuán)隊(duì)在《Beverage Plant Research》在線發(fā)表了題為“iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of defense responses of two tea cultivars to Empoasca onukii Matsuda feeding”的研究論文。碩士研究生張瑞瑞為該論文的第一作者，張正群副教授和生命科學(xué)學(xué)院趙云賀副教授為該論文的通訊作者。

小貫小綠葉蟬（Empoasca onukii Matsuda）是危害茶樹(shù)的重要害蟲(chóng)之一，對(duì)茶園生產(chǎn)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。生物脅迫會(huì)引發(fā)植物一系列防御反應(yīng)，茶樹(shù)在感知小貫小綠葉蟬脅迫后會(huì)激活信號(hào)通路并改變蛋白表達(dá)水平，進(jìn)而影響茶樹(shù)的生理、生長(zhǎng)和發(fā)育。該論文研究了茶樹(shù)品種‘黃金芽’和‘福鼎大白茶’經(jīng)過(guò)小貫小綠葉蟬取食后的蛋白質(zhì)組特征及關(guān)鍵信號(hào)通路差異，有助于深入了解不同品種茶樹(shù)應(yīng)對(duì)葉蟬取食的防御機(jī)制，發(fā)掘安全、協(xié)調(diào)以及高效的葉蟬防控新技術(shù)。

圖1. 小貫小綠葉蟬取食后‘黃金芽’和‘福鼎大白茶’中鑒定的差異表達(dá)蛋白

結(jié)合團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，被葉蟬取食的‘黃金芽’與健康茶樹(shù)相比葉色變?yōu)闇\黃色，葉片外圍皺縮卷曲且被為害的新芽節(jié)間縮短。與對(duì)照相比，受葉蟬取食的‘福鼎大白茶’被害芽尖生長(zhǎng)受阻且葉片失去光澤。通過(guò)對(duì)蛋白組數(shù)據(jù)的全面篩選，我們?cè)谛∝炐【G葉蟬取食后的‘黃金芽’和‘福鼎大白茶’中發(fā)現(xiàn)了168983個(gè)特異性光譜、31292個(gè)特異性肽和8901個(gè)蛋白質(zhì)。通過(guò)對(duì)蛋白功能鑒定分類(lèi)后發(fā)現(xiàn)差異蛋白主要參與植物脅迫防御、光合作用、碳水化合物利用和蛋白質(zhì)降解等生理過(guò)程。

在此基礎(chǔ)上，我們分析了差異蛋白在光合作用和木質(zhì)素合成中的表達(dá)情況，結(jié)果表明茶樹(shù)中參與光合作用的蛋白質(zhì)，如PHCs、FNRs和LHCs出現(xiàn)下調(diào)結(jié)果，而參與木質(zhì)素生物合成的蛋白質(zhì)，如PODs、CADs和LACs則出現(xiàn)了上調(diào)。此外，我們檢測(cè)了差異蛋白的編碼基因在不同密度葉蟬取食下的表達(dá)模式，qRT-PCR結(jié)果表明11個(gè)蛋白編碼基因的表達(dá)水平在小貫小綠葉蟬取食后發(fā)生了顯著變化，木質(zhì)素合成相關(guān)基因（CsLAC1、CsLAC2、CsCCR1、CsCAD1、CsCAD3和CsCAD4）的表達(dá)水平呈先上升后急劇下降，隨后再上升的變化結(jié)果。

該研究有助于深入解析不同品種茶樹(shù)應(yīng)對(duì)小貫小綠葉蟬取食的防御反應(yīng)差異及其蛋白調(diào)控機(jī)制，對(duì)于區(qū)分不同品種茶樹(shù)抗蟲(chóng)通路差異及形成新型葉蟬類(lèi)害蟲(chóng)生物防治策略十分重要。