以原花青素单体为代表的类黄酮类化合物是茶饮料滋味的主要呈味化合物。而原花青素聚合物、黄酮醇和花青素化合物可能与茶树抗逆性更相关。经过多年持续研究,茶树类黄酮类化合物生物合成及其转录调控网络已经清晰展现。但是蛋白修饰水平如磷酸化修饰、泛素化修饰对于茶树类黄酮化合物合成及其调控的影响还知之甚少。近期安徽农业大学夏涛/高丽萍团队围绕着蛋白磷酸化修饰对茶树类黄酮化合物合成影响展开多方位研究。

在茶树中原花青素单体进入液泡并缩合形成聚合态化合物。课题组王娜娜副教授于2024年10月21日在Plant Journal上在线的题为“Effects of phosphorylation on CsTT12 transport function: A comparative phosphoproteomic analysis of flavonoid biosynthesis in tea plants (Camellia sinensis)”文章发现(图1),调控原花青素单体进入液泡的MATE家族转运蛋白CsTT12的功能受到磷酸化修饰的调控。磷酸化修饰增强了CsTT12在液泡膜定位而促进其转运功能并增强了原花青素聚合物合成,而去磷酸化修饰则改变其定位而降低了转运功能。

茶树类黄酮化合物合成受到多个R2R3-MYB 第五和第六亚组成员参与的MYB-BHLH-WD40复合体的转录正调控。课题组刘亚军教授于2024年6月3日在Horticulture Research上在线的题为“The phosphorylation of a WD40-repeat protein negatively regulates flavonoid biosynthesis in Camellia sinensis under drought stress”文章发现(图2),受到MPK4a催化的磷酸化修饰状态的WD40调控蛋白不能参与MYB-BHLH-WD40复合体的形成从而负调控花青素和原花青素的合成。

R2R3-MYB 第四亚组成员是木质素和类黄酮合成途径的调控负调控因子。课题组已经毕业的博士生马国梁于2023年12月20日在Horticultural Plant Journal上在线的题为“Phosphorylation modification reverses the transcriptional inhibitory activity of CsMYB4a in tea plants (Camellia sinensis)”的文章发现(图3),受MPK3-2催化的磷酸化修饰不仅仅削弱了CsMYB4a对木质素和苯丙烷代谢途径中关键基因的转录抑制活性,而且可以将CsMYB4a转变成转录激活因子并激活与叶片极性建成相关的转录因子YABBY5的表达。

上述文章得到国家重点研发计划和国家自然科学基金(2022YFF1003103,U21A20232,32000366,32372756,32072621)的支持。

上述文章的链接分别为The Plant Journal,2024,doi: 10.1111/tpj.17120;Horticulture Research,2024, doi: 10.1093/hr/uhae136;Horticultural Plant Journal, 2024, doi: 10.1016/j.hpj.2023.12.009。