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茶叶是深受全球消费者喜爱的健康饮品,其独特的风味品质主要由茶氨酸、儿茶素和咖啡碱等次生代谢产物决定。其中,茶氨酸是茶叶中特有的非蛋白质氨基酸,也是赋予茶汤鲜爽、回甘的核心物质。近年来,全球气候变化导致的高温胁迫频发,严重影响了茶叶的品质。人们普遍发现,夏季高温季节采制的茶叶往往苦涩味重、鲜爽度不足,这与茶氨酸含量显著降低密切相关。然而,高温导致茶氨酸合成减少的具体分子机制尚不完全清楚。
近期,贵州大学茶学院吕立堂教授团队完成的题为“Transcription factor CsHSFB2c suppresses CsTS1 and CsGS1 expression to reduce theanine biosynthesis in tea plants under heat stress”的研究在Journal of Integrative Agriculture(JIA)2026年3期正式发表。该研究首次揭示了一个B类热激转录因子CsHSFB2c,在高温胁迫下直接抑制茶氨酸生物合成关键基因CsTS1与CsGS1的表达,从而降低茶氨酸含量的分子通路。
该研究通过温度梯度处理发现,热胁迫导致茶氨酸含量显著下降,儿茶素积累增加,并激活热激转录因子基因CsHSFB2c的表达,同时显著抑制茶氨酸关键合成基因CsTS1和CsGS1的转录。功能实验表明,沉默CsHSFB2c可提高茶氨酸含量并上调CsTS1和CsGS1的表达,而过表达CsHSFB2c则产生相反效应。酵母单杂和双荧光素酶报告系统进一步证实,CsHSFB2c直接结合CsTS1和CsGS1的启动子并抑制其转录。综上,CsHSFB2c通过直接抑制CsTS1与CsGS1的表达介导热胁迫对茶氨酸合成的负调控。

图1 不同温度处理下茶树新梢中茶氨酸与儿茶素含量变化

图2 CsHSFB2c在不同温度下的表达及其与茶氨酸含量的相关性分析

图3 CsHSFB2c基因沉默与过表达对茶氨酸含量及CsTS1、CsGS1表达的影响

图4 CsHSFB2c抑制CsTS1/CsGS1基因表达的分子机制模型
该研究为通过分子育种手段培育耐高温且品质优异的茶树新品种提供了重要的理论依据。
贵州大学茶学院邹启红为该研究第一作者,吕立堂教授为通讯作者。该研究得到了贵州省科技计划重大项目([2024]027)、贵州省高层次创新型人才项目(GCC[2023]014)、贵州省茶产业技术体系(GZCYCYJSTX-03)及中国华能集团科技项目(HNKJ22-H135)的资助。
Cite the article:
Qihong Zou, Bokun Zhou, Yilan Hu, Ping Li, Qi Zhao, Hu Tang, Yujie Jiao, Xinzhuan Yao, Lin Chen, Litang Lü. 2026. Transcription factor CsHSFB2c suppresses CsTS1 and CsGS1 expression to reduce theanine biosynthesis in tea plants under heat stress. Journal of Integrative Agriculture, 25(3): 1009-1019.
https://doi.org/10.1016/j.jia.2025.12.027
Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》, JIA)由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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