磷是植物生长发育所必需的常量元素，通常以无机磷酸盐（Pi）形式被植物获取，参与调节茶树中次生代谢物的形成或分解过程。茶氨酸是茶树的主要次生代谢物之一，其含量在很大程度上决定茶叶的品质。因此，研究茶树茶氨酸合成在无机磷酸盐限制背后的分子调控机制具有重要意义。
近期，贵州大学生命科学学院、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室吕立堂教授课题组于“Horticulture Research”上在线发表了题为“CsSPX3-CsPHL7-CsGS1/CsTS1 module mediated pi-regulated negatively theanine biosynthesis in tea (Camellia sinensis)”的研究论文。该研究为阐明Pi对茶氨酸合成的抑制机制提供了新的见解，揭示了CsSPX3-CsPHL7-CsGS1/CsTS1模块在高Pi抑制茶树茶氨酸合成中的作用。
在本研究中，作者发现茶树叶片和根部的茶氨酸含量在施加Pi后随着根叶中Pi浓度的增加而逐渐减少。对磷胁迫下茶树叶片全基因表达的转录组分析表明，广泛参与Pi/N转运和响应的基因发生了改变。其中，CsSPX3和CsPHL7显著响应茶树磷胁迫的转录水平，其表达模式与茶氨酸生物合成主要基因的表达模式基本相反，表明可能存在调控上的潜在相关性，qRT-PCR和Pearson分析验证了CsSPX3和CsPHL7的表达水平与茶树叶片和根系中茶氨酸的积累呈负相关。生化分析显示，CsSPX3与CsPHL7蛋白均定位于细胞核和细胞膜，两者之间发生相互作用且不受Pi水平影响。EMSA和双荧光素酶实验证明CsPHL7可以与茶氨酸生物合成基因CsGS1和CsTS1启动子特异性结合并抑制其转录活性，CsSPX3在CsPHL7对CsTS1/CsGS1的负向调节中起增效作用。利用VIGS技术敲低茶树中的CsSPX3和CsPHL7使茶氨酸含量增加，通过茶树瞬时转化体系过表达CsSPX3和CsPHL7可抑制茶氨酸在茶树叶片中的积累。
综上，本研究解析了CsSPX3和CsPHL7在Pi供应抑制茶树茶氨酸合成中的作用，建立了CsSPX3-CsPHL7-CsGS1/CsTS1介导的Pi信号对茶氨酸生物合成的调控机制模型，可应用于茶树育种或栽培中以提高茶氨酸含量，对管理茶园施肥及生产优质茶叶具有指导意义。
贵州大学生命科学学院吕立堂教授为该论文的通讯作者，指导的硕士研究生陈周卓尔为第一作者。该研究得到了贵州省科技计划项目（黔科合支[2021]1101）、贵州省现代农业产业技术体系项目（GZMARS-Tea）专项资金、贵州省高层次创新型人才项目（黔科合平台人才GCC[2023]014）以及中国华能光伏茶园种植技术研究项目（HNKJ2022-H135）的支持。
一审：莫兰
二审：胡国雄
三审：吕立堂
