近日，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶葉品質(zhì)調(diào)控團(tuán)隊在Horticulture Research發(fā)表了題為“UGT74B5-mediated glucosylation at ortho hydroxyl groups of benzoic acid derivatives regulating plant immunity to anthracnose in tea plants”的研究論文，發(fā)現(xiàn)糖基轉(zhuǎn)移酶CsUGT74B5可催化SA的糖基化（發(fā)生在酚羥基位點）形成SAG，改變茶樹葉片中游離態(tài)SA的含量，進(jìn)而影響茶樹對炭疽病的抗性。

課題組研究發(fā)現(xiàn)茶樹感染炭疽病后葉片中游離態(tài)SA含量顯著積累，同時發(fā)現(xiàn)一條糖基轉(zhuǎn)移酶CsUGT74B5的表達(dá)量顯著下調(diào)。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明CsUGT74B5可能具有催化苯甲酸類衍生物的功能。通過體外原核表達(dá)和酶學(xué)手段，并借助蛋白晶體預(yù)測、分子對接技術(shù)，我們證明了CsUGT74B5具有催化苯甲酸衍生物鄰位羥基糖苷化的功能，CsUGT74B5在體外可催化SA和2, 6-DHBA兩種底物生成對應(yīng)的糖苷。借助異源植物遺傳轉(zhuǎn)化和茶樹瞬時過表達(dá)等技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)CsUGT74B5在植物體內(nèi)同樣可催化SA糖苷化形成SAG。在茶樹瞬時過表達(dá)CsUGT74B5后，我們發(fā)現(xiàn)葉片中游離態(tài)SA的含量顯著下降，增加了茶樹對炭疽病的敏感性。

綜上所述，CsUGT74B5在茶樹體內(nèi)可催化SA的糖基化形成SAG，減少葉片中游離態(tài)SA含量，影響了茶樹對炭疽病的抗性。本研究將為開發(fā)高效生物抑菌劑和茶園綠色防控提供理論指導(dǎo)。

圖1 CsUGT74B5重組酶體外催化酶反應(yīng)產(chǎn)物的UPLC-MS分析

圖2 CsUGT74B5通過微調(diào)SA水平調(diào)控茶樹對炭疽病抗性的模型圖

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院在讀研究生李彩云和吳飛雪為論文第一作者，趙磊副教授和王培強副教授為論文通訊作者。該研究得到山東省高校“青創(chuàng)科技支持計劃”項目（2021KJ103）、山東省自然科學(xué)基金(ZR2022MC088)和山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(SDAIT-19-00)的支持。

茶樹是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，其葉部病害的發(fā)生嚴(yán)重影響茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，以炭疽病為主的真菌類病害是我國茶園常見的葉部病害之一。茶樹炭疽病多由茶刺盤孢菌（Colletotrichum camelliae）引起，這些真菌通過分生孢子在茶樹的葉片、嫩枝、花序、果實等部位傳播和侵染，不僅危害成齡茶園，且多發(fā)于幼齡茶園。水楊酸（SA）是植物免疫系統(tǒng)的核心調(diào)節(jié)因子，被稱為植物界的“免疫指揮官”，一方面SA可作為抑菌成分主導(dǎo)植物抗病防御，另一方面SA可以參與植物逆境脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，介導(dǎo)植物多種免疫反應(yīng)。

https://doi.org/10.1093/hr/uhaf009