近日，实验室张照亮和宛晓春团队联合南京农业大学徐国华团队，在国际著名期刊The Plant Cell上发表题为 “CsVTT1, a PQ-loop vacuolar amino acid transporter, mediates vacuolar theanine storage in tea plant roots under nitrogen supply” 的研究论文。该研究揭示了施氮调控茶树根部细胞中茶氨酸向液泡转运和储存的分子机制，为提升茶叶品质和茶树氮素利用效率提供了重要理论依据。

茶氨酸是茶叶特征性次生代谢物，不仅是构成茶汤鲜爽味的关键呈味物质，更因其兼具镇静安神、缓解压力、改善认知等健康功效而备受关注。已有研究表明，适量施用氮肥可显著促进茶氨酸积累，但随着施氮量的增加，这一促进作用逐渐减弱。然而，氮素调控茶氨酸积累的分子机制，尤其是氮素响应的茶氨酸储存机制，以及如何打破积累瓶颈，仍是科学盲区。

研究团队通过高通量酵母单基因缺失突变体文库筛选，结合茶树候选液泡氨基酸转运蛋白基因表达水平与茶氨酸含量的相关性分析，首次鉴定出响应氮素水平调控茶氨酸胞内积累的液泡转运蛋白CsVTT1（Vacuolar Theanine Transporter 1）的候选基因。研究发现CsVTT1表达受氮素诱导且与茶氨酸含量高度相关（相关系数达0.925）；亚细胞定位分析证实，CsVTT1特异定位于液泡膜；通过酵母、蛙卵等转运验证体系，确认CsVTT1是具有茶氨酸转运能力的茶树液泡转运蛋白。进一步利用茶树毛状根体系，过表达CsVTT1提升茶氨酸含量约35%，而沉默CsVTT1后茶氨酸含量降至对照的40%以下，证明CsVTT1对茶氨酸积累起正调控作用。

研究团队构建了CsVTT1介导茶氨酸“胞质-液泡”储存的协同调控模型，揭示出茶氨酸储存的完整通路：氮素充足时，CsVTT1与茶氨酸合成关键基因CsTSI、CsAlaDC同步上调，茶氨酸被转运进入液泡储存，解除细胞质中茶氨酸过量累积导致的对其合成的反馈抑制，从而维持茶氨酸的持续合成与积累。这些发现揭示了茶树通过液泡储存动态调控茶氨酸合成、为新梢生长储存氮源的重要生物学机制。有趣的是，在水稻中过表达CsVTT1显著提升精氨酸等氮储存形式氨基酸及总氮含量，说明CsVTT1的功能在作物中具有保守性，也为作物氮素利用效率改良提供了重要的功能基因。

安徽农业大学为论文第一单位，实验室杨天元副教授、博士生王俊杰和华中农业大学生命科学技术学院博士生骆升为论文共同第一作者，张照亮教授、宛晓春教授与南京农业大学徐国华教授为论文共同通讯作者。华中农业大学、湖南农业大学、浙江大学以及美国加州大学戴维斯分校等单位研究人员参与了该研究。该研究获得国家自然科学基金（重大项目、面上项目）、安徽省自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article-abstract/doi/10.1093/plcell/koag332/9005237?redirectedFrom=fulltext

（ 文：杨天元 图：杨天元 一审：宋传奎 二审：周晓璇 三审：曹雷 ）