近日，园艺科学与工程学院张正群团队在《Beverage Plant Research》在线发表了题为“iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of defense responses of two tea cultivars to Empoasca onukii Matsuda feeding”的研究论文。硕士研究生张瑞瑞为该论文的第一作者，张正群副教授和生命科学学院赵云贺副教授为该论文的通讯作者。
小贯小绿叶蝉（Empoasca onukii Matsuda）是危害茶树的重要害虫之一，对茶园生产造成严重的负面影响。生物胁迫会引发植物一系列防御反应，茶树在感知小贯小绿叶蝉胁迫后会激活信号通路并改变蛋白表达水平，进而影响茶树的生理、生长和发育。该论文研究了茶树品种‘黄金芽’和‘福鼎大白茶’经过小贯小绿叶蝉取食后的蛋白质组特征及关键信号通路差异，有助于深入了解不同品种茶树应对叶蝉取食的防御机制，发掘安全、协调以及高效的叶蝉防控新技术。
图1. 小贯小绿叶蝉取食后‘黄金芽’和‘福鼎大白茶’中鉴定的差异表达蛋白
结合团队前期研究发现，被叶蝉取食的‘黄金芽’与健康茶树相比叶色变为浅黄色，叶片外围皱缩卷曲且被为害的新芽节间缩短。与对照相比，受叶蝉取食的‘福鼎大白茶’被害芽尖生长受阻且叶片失去光泽。通过对蛋白组数据的全面筛选，我们在小贯小绿叶蝉取食后的‘黄金芽’和‘福鼎大白茶’中发现了168983个特异性光谱、31292个特异性肽和8901个蛋白质。通过对蛋白功能鉴定分类后发现差异蛋白主要参与植物胁迫防御、光合作用、碳水化合物利用和蛋白质降解等生理过程。
在此基础上，我们分析了差异蛋白在光合作用和木质素合成中的表达情况，结果表明茶树中参与光合作用的蛋白质，如PHCs、FNRs和LHCs出现下调结果，而参与木质素生物合成的蛋白质，如PODs、CADs和LACs则出现了上调。此外，我们检测了差异蛋白的编码基因在不同密度叶蝉取食下的表达模式，qRT-PCR结果表明11个蛋白编码基因的表达水平在小贯小绿叶蝉取食后发生了显著变化，木质素合成相关基因（CsLAC1、CsLAC2、CsCCR1、CsCAD1、CsCAD3和CsCAD4）的表达水平呈先上升后急剧下降，随后再上升的变化结果。
该研究有助于深入解析不同品种茶树应对小贯小绿叶蝉取食的防御反应差异及其蛋白调控机制，对于区分不同品种茶树抗虫通路差异及形成新型叶蝉类害虫生物防治策略十分重要。
图2. 小贯小绿叶蝉取食对‘黄金芽’和‘福鼎大白茶’木质素通路的影响
该研究该研究获得了山东省重点研发计划（2022LZGCQY020）等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.48130/bpr-0023-0039
编 辑：万 千
审 核：贾 波
