近日，我院吕立堂教授团队在国际植物科学领域权威期刊《Plant, Cell & Environment》发表题为“Transcription Factor CsDOF3 Mediates Light-Dependent Antagonistic Regulation of Theanine and Catechin Accumulation in Tea Plants”（转录因子CsDOF3介导光依赖性拮抗调控茶树中茶氨酸和儿茶素的积累）的研究论文。该研究首次报道茶树中DOF转录因子可同时调控富氮的茶氨酸与富碳的儿茶素积累，构建了“光强—CsDOF3—CsTSI/CsANS”的碳氮代谢协同调控模块，从分子水平阐释了遮荫栽培提升茶叶鲜爽度、降低苦涩味的传统生产经验，为优质茶树分子育种和茶园精准光照管理提供了理论依据与基因资源。
茶叶的感官品质主要由两类代谢物共同决定：儿茶素贡献苦涩味，L-茶氨酸贡献鲜甜味。现有研究表明，遮阴可降低儿茶素、提高茶氨酸，而强光则相反，二者呈此消彼长的关系，但协调这两条通路的分子机制尚不清晰。该研究以光照梯度处理茶树，结合转录组、分子与生化分析，从bHLH、bZIP、FAR1、DOF、GATA等光信号相关转录因子家族中筛选出11个显著光响应基因，并锁定CsDOF3作为协同调控两条通路的关键基因。实验表明，随光强升高（5000—15000 lx），CsDOF3表达量随之上升，与茶氨酸积累呈显著负相关、与儿茶素积累呈显著正相关；过表达CsDOF3抑制茶氨酸合成、促进儿茶素积累，病毒诱导基因沉默（VIGS）则呈现相反表型，瞬时过表达与愈伤组织转化结果一致。机制解析进一步证明，CsDOF3能够直接结合茶氨酸合成关键酶基因CsTSI和儿茶素合成关键酶基因CsANS的启动子，但对二者产生相反的转录调控作用，从而拮抗调控两条代谢通路。
该研究从分子层面系统阐释了光照如何协调茶树碳氮代谢的平衡，为贵州“高海拔、多云雾”的独特自然禀赋与黔茶“高茶氨酸、高EGCG、低咖啡碱”（“两高一低”）品质优势之间的关联提供了科学注脚。贵州茶园多分布于海拔较高、云雾缭绕、光照柔和的山地，相对较低的光照强度通过这一枢纽基因更有利于茶氨酸的富集，也部分解释了同一茶树品种在我省种植后茶氨酸含量相对较高的原因，为高氨基酸、鲜爽型茶树品种的分子选育以及茶园遮阴等栽培管理措施的优化提供了重要的分子靶点和理论依据。该研究得到国家自然科学基金（32260789、32260080）、贵州省科技重大专项（黔科合重大专项〔2024〕027）及贵州省茶叶产业技术体系（GZCYCYJSTX-03）等项目的支持。团队目前已在Trends in Food Science & Technology、Plant Physiology、The Plant Journal、Plant, Cell & Environment等国际著名期刊发表论文50余篇。
一审：贡献
二审：胡国雄
三审：吕立堂