干旱胁迫对农业构成重大挑战，导致许多作物产量大幅下降。茶树尤其受到影响，茶树以富含黄酮类化合物而闻名，这种化合物可提高茶树的品质和健康益处。在干旱条件下，这些宝贵化合物的产量会下降，影响茶叶的整体品质。

解决这些问题需要更深入地了解干旱胁迫下调节黄酮类化合物生物合成的分子机制。由于这些问题，开展详细研究以发现可减轻干旱对茶树负面影响的策略至关重要。

安徽农业大学的研究人员于2024年5月5日在《园艺研究》杂志上发表了一项研究。该研究调查了WD40重复蛋白(CsWD40)的磷酸化及其在干旱胁迫下调节茶树黄酮类化合物生物合成的作用。该研究结果为茶树对环境胁迫的分子反应提供了新的见解。

研究表明，干旱胁迫会增加茶叶中丝裂原活化蛋白激酶CsMPK4a的表达。CsMPK4a与WD40重复蛋白CsWD40相互作用，在特定位点(Ser-216、Thr-221和Ser-253)对其进行磷酸化。这种磷酸化会破坏CsWD40与负责类黄酮生物合成的关键转录因子的相互作用，从而导致类黄酮产量减少。

将去磷酸化(CsWD403A)和磷酸化(CsWD403D)的CsWD40变体引入拟南芥植物的实验进一步证实了这种调控机制。去磷酸化的CsWD40增强了类黄酮的产生，而磷酸化的CsWD40则显著降低了类黄酮的产生。

此外，在胁迫条件下，茶叶中这些变体的瞬时过表达也反映了这些结果，表明CsWD40的磷酸化状态在调节类黄酮生物合成中起着至关重要的作用。这项详细分析为了解茶树如何在分子水平上应对干旱提供了新的见解，突出了提高胁迫耐受性的潜在目标。

通讯作者之一高丽平博士表示：“我们的研究揭示了干旱胁迫下影响茶树黄酮类化合物生物合成的关键调控机制。了解这一途径为培育具有优化黄酮类化合物含量的抗旱茶树品种开辟了新的可能性。”

CsWD40磷酸化位点的发现为基因编辑提供了潜在靶点，以培育具有增强的耐旱性和稳定的黄酮类化合物产量的茶树品种。这项研究不仅有助于从根本上了解茶树的应激反应，而且还为提高茶叶品质和对环境应激源的适应性提供了实际应用。