山東農(nóng)業(yè)大學(xué)張正群團(tuán)隊(duì)在不同品種茶樹(shù)防御葉蟬取食反應(yīng)的蛋白調(diào)控研究中取得新進(jìn)展

小貫小綠葉蟬（Empoasca onukii Matsuda）是一種危害茶樹(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。探究不同品種茶樹(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害蟲(chóng)生物防治策略具有重要意義。

2024年2月，Beverage Plant Research 在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院張正群課題組題為iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of defense responses of two tea cultivars to Empoasca onukii Matsuda feeding 的研究論文，報(bào)道了茶樹(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。

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

圖2 小貫小綠葉蟬取食對(duì)‘黃金芽’和‘福鼎大白茶’木質(zhì)素通路的影響

該研究在被小貫小綠葉蟬取食后的‘黃金芽’和‘福鼎大白茶’中發(fā)現(xiàn)了168,983個(gè)特異性光譜、31,292個(gè)特異性肽和8,901個(gè)蛋白質(zhì)，差異表達(dá)蛋白質(zhì)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。其中，被取食茶樹(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)。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茶樹(shù)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。該研究有助于深入了解不同品種茶樹(shù)應(yīng)對(duì)小貫小綠葉蟬取食的防御機(jī)制，發(fā)掘安全、協(xié)調(diào)以及高效的葉蟬防控新技術(shù)。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生張瑞瑞為第一作者，張正群副教授和生命科學(xué)學(xué)院趙云賀副教授為該文通訊作者。該研究獲得了山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022LZGCQY020）等項(xiàng)目資助。