山东农业大学张正群团队在不同品种茶树防御叶蝉取食反应的蛋白调控研究中取得新进展

小贯小绿叶蝉（Empoasca onukii Matsuda）是一种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。探究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具有重要意义。

2024年2月，Beverage Plant Research 在线发表了山东农业大学园艺科学与工程学院张正群课题组题为iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of defense responses of two tea cultivars to Empoasca onukii Matsuda feeding 的研究论文，报道了茶树品种‘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。

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

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

该研究在被小贯小绿叶蝉取食后的‘黄金芽’和‘福鼎大白茶’中发现了168,983个特异性光谱、31,292个特异性肽和8,901个蛋白质，差异表达蛋白质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。其中，被取食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。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茶树后发生了显著变化，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。该研究有助于深入了解不同品种茶树应对小贯小绿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。

山东农业大学园艺科学与工程学院硕士研究生张瑞瑞为第一作者，张正群副教授和生命科学学院赵云贺副教授为该文通讯作者。该研究获得了山东省重点研发计划（2022LZGCQY020）等项目资助。