实验室夏涛/蒋晓岚团队在茶树“喜铝耐铝”特性的调控机制方面取得新进展

发布时间:2026年09月30日 18:13 来源: 作者: 阅读数:

茶树“喜铝耐铝”,是典型的铝超富集植物,其根部和老叶中铝的积累量非常高。铝对茶树生长的影响表现为低浓度促进高浓度抑制。已有茶树“喜铝耐铝”特性的研究,主要包括细胞壁的修饰,有机酸的分泌,酚类物质的络合等等。但是茶树中铝吸收与转运的机制仍不明确,铝诱导的黄酮醇对茶树根部响应铝调控的具体机制也不清晰。近期安徽农业大学夏涛/蒋晓岚团队围绕茶树“喜铝耐铝”特性的调控机理展开多方位研究,并取得了新进展。

2026年8月,Journal of Experimental Botany期刊在线发表了夏涛/蒋晓岚团队题为The transcription factor CsART1 activates the aluminum transporter CsALS3s to promote the absorption and tolerance of aluminum in tea plants的研究论文。

本研究探讨了ABC转运蛋白CsALS3s及其调控转录因子CsART1在茶树耐铝过程中的功能。研究发现,定位于液泡膜的铝转运蛋白CsALS3.1和定位于质膜的CsALS3.2,能显著增强拟南芥的耐铝性和茶树发根中的铝含量。转录因子CsART1可激活CsALS3s的转录,提高拟南芥和茶树对铝的耐受性和根部铝的积累。本研究揭示了转录因子CsART1通过激活CsALS3s促进茶树中铝的吸收与转运,为阐明茶树对铝的耐受性及其高富集铝机理奠定了基础。

2026年9月, Horticulture Research期刊在线发表了夏涛/蒋晓岚团队题为Aluminum-Stimulated Flavonol Accumulation Modulates the Sensitivity Threshold of Camellia sinensis Roots to Aluminum的研究论文。

本研究解析了过表达、敲除和互补黄酮醇生物合成途径中的关键基因(CHS、CHI、F3H、FLS),改变黄酮醇积累时,植物对铝的生理响应特性。研究发现,铝和山奈酚对茶树和拟南芥根系生长的影响,均表现为“低促高抑”。黄酮醇与铝在茶树根尖的积累部位有重叠,且随着铝处理浓度升高,茶树和拟南芥根尖铝和黄酮醇的积累量显著增加。过表达黄酮醇糖基化基因CsUGT84J2显著促进了茶树根系生长,并提高了铝和黄酮醇的积累水平。对于多种拟南芥基因型,低浓度铝时,黄酮醇的积累增加与根伸长的增强相关。相反,在高浓度铝下,黄酮醇积累增加,但根部伸长受到更显著的抑制。总之,铝能促进黄酮醇的积累,并通过黄酮醇介导的调控方式,改变植物对铝的敏感阈值。这些发现有助于进一步阐明铝促进茶树根系生长的机制,为茶树的栽培管理提供科学依据。

近年来,夏涛/蒋晓岚教授团队围绕茶树“喜铝耐铝”特性以及酚类物质在其过程中的作用,展开了系列的研究,研究成果发表在Journal of Experimental Botany (2026),Horticulture Research (2023, 2026),Horticultural Plant Journal (2026),Plant, Cell & Environment (2025), Industrial Crops and Products (2025)等期刊,为进一步深入解析茶树“喜铝耐铝”的机理奠定了基础。

研究工作得到国家自然科学基金项目(32372758,U21A2023和31902069)和国家重点研发子课题(2021YFD1601102)等的资助。


图1 CsART1激活液泡膜上的铝转运蛋白CsALS3.1和质膜上的铝转运蛋白CsALS3.2,促进茶树对铝的吸收和积累的调控模式

图2 铝通过促进黄酮醇积累调控茶树根系生长的调控模式