华中农业大学学者揭示蓝光与UV-A光通过表观遗传调控茶树叶片发育与次生代谢的分子机制

华中农业大学园艺林学学院、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室茶树种质资源与遗传育种团队首次系统揭示了蓝光与UV-A通过组蛋白修饰调控茶树叶片发育及品质成分合成的表观遗传机制，为“高山云雾出好茶”的古老谚语提供了科学依据。团队以高海拔云雾环境能够保留更多短波长的蓝光和UV-A光为切入点，结合表观基因组、转录组、生理组及代谢组等多组学手段，深入解析了不同波长光照下茶树叶片结构发育及多种次生代谢物（包括黄酮类、茶氨酸、咖啡碱与β-胡萝卜素等）的合成规律。结果显示，蓝光照射会显著增加茶树叶片的气孔密度和叶肉组织厚度，而UV-A光则能提高叶绿素含量。同时，不同波长光照引起的组蛋白修饰模式变化，与茶树中黄酮类、茶氨酸、咖啡碱等重要品质成分的差异性积累密切相关，凸显了表观遗传调控在茶树光响应中的关键作用。进一步功能研究指出，隐花色素和向光素在光适应过程中发挥多样性调控作用。同时，组蛋白甲基转移酶CsSDG36介导的H3K4位点甲基化被确认在光信号影响叶片发育和次生代谢物合成中具有关键作用。此项研究通过构建蓝光和UV-A光照条件下茶树表观遗传修饰、转录组、生理组及代谢组响应的全景图谱，深入阐释了光受体与表观遗传机制的协同作用影响茶树发育与品质。相关研究成果发表于《Genome biology》。