CsMYB1 integrates the regulation of trichome development and catechins biosynthesis in tea plant domestication

第一作者：Penghui Li

第一单位：安徽农业大学

第一通讯：Jian Zhao

 Abstarct 

背景回顾：Tea trichomes synthesize numerous specialized metabolites to protect plants from environmental stresses and contribute to tea flavors, but little is known about the regulation of trichome development. 

茶树腺毛能够合成多种特化的代谢物，以保护植株免受环境胁迫的损伤，并且作用于茶的风味，但是我们对调控腺毛发育的分子机制却了解甚少。

主要发现：Here, we showed that CsMYB1 is involved in the regulation of trichome formation and galloylated cis-catechins biosynthesis in tea plants. 

本文中，作者发现CsMYB1参与了茶树腺毛形成和没食子酰基化儿茶素生物合成的调控。

结果1-CsMYB1表达：The variations in CsMYB1 expression levels are closely correlated to trichome indexes and galloylated cis-catechins contents in tea plant populations. 

茶树群体中，CsMYB1基因表达水平与腺毛指数和没食子酰基化儿茶素含量均具有比较密切的关联。

结果2-192bp插入：Genome resequencing showed that CsMYB1 may be selected in modern tea cultivars, since a 192-bp insertion in CsMYB1 promoter was found exclusively in modern tea cultivars, not in the glabrous wild tea Camellia taliensis. Several enhancers in the 192-bp insertion increased CsMYB1 transcription in modern tea cultivars, that coincided with their higher galloylated cis-catechins contents and trichome indexes. 

通过基因组重测序分析，作者发现在现代栽培种茶树CsMYB1基因启动子区存在一个192bp的插入，而在无毛的野生种茶树（大理茶，Camellia taliensis）中并不存在该插入，因此推测CsMYB1基因表达水平的变异可能在现代栽培种茶树中受到了选择。这192bp的插入片段中存在几个增强子能够增强CsMYB1基因在现代栽培种茶树中的表达，与这些茶树中高水平的没食子酰基化儿茶素含量以及腺毛指数相一致。

结果3-MBW复合物：Biochemical analyses and transgenic data showed that CsMYB1 interacted with CsGL3 and CsWD40 and formed a MYB-bHLH-WD40 (MBW) transcriptional complex to activate trichome regulator genes CsGL2 and CsCPC, and galloylated cis-catechins biosynthesis genes anthocyanidin reductase and serine carboxypeptidase-like 1A. 

生化分析和转基因数据显示，CsMYB1能够与CsGL3和CsWD40互作，形成一个MYB-bHLH-WD40（MBW）转录复合物，激活腺毛调控因子CsGL2和CsCPC的表达，同时也能激活没食子酰基化儿茶素生物合成相关基因，即花色素还原酶编码基因ANR和类丝氨酸羧肽酶编码基因SCPL1A的表达。

结论：CsMYB1 integratively regulated trichome formation and galloylated cis-catechins biosynthesis. Results suggest that CsMYB1, trichome, and galloylated cis-catechins are coincidently selected during tea domestication by harsh environments for improved adaption and by breeders for better tea flavors.

因此，CsMYB1能够同时调控茶树中腺毛的形成和没食子酰基化儿茶素的生物合成。本文的研究结果显示CsMYB1基因、腺毛以及没食子酰基化儿茶素在茶树的驯化过程中碰巧一起受到选择，以提升其对恶劣环境的适应性，同时满足育种者对于茶风味的需求。

** 赵 剑 **

doi: https://doi.org/10.1111/nph.18026

Journal: New Phytologist

First Published: February 15, 2022