Waterlogging adaptation in tea through hypoxia signaling and metabolic reprogramming

方法

整合生理、转录组与代谢组研究，聚焦ERF-VII氧感知与发酵代谢。

发现

涝害抑制呼吸与品质代谢物合成，短期适应却牺牲生长与茶叶品质。

机会点

可结合遥感表型与物联网监测根际缺氧，构建茶树涝害预警与耐涝品种筛选模型。

渍害是日益重要的气候驱动限制因素，威胁湿润和高降雨地区茶（Camellia sinensis L.）的可持续生产。尽管茶树需要充足的土壤水分，但长时间淹水会诱导根际缺氧，严重破坏根系功能、能量代谢和植物生产力。缺氧抑制线粒体呼吸和ATP生成，导致氧化胁迫、代谢功能障碍、养分获取受损以及光合碳同化降低。近期的生理学、转录组学和代谢组学研究揭示了广泛的缺氧诱导代谢重编程，涉及厌氧发酵、活性氧（ROS）信号传导、抗氧化防御激活、激素互作以及ERF-VII介导的氧感知途径。这些响应增强了短期存活能力，但常常损害生长、源库调节和次生代谢。渍害还改变碳氮平衡并抑制品质相关代谢物的生物合成，包括儿茶素、咖啡因、茶氨酸、类黄酮和挥发性香气化合物，导致茶叶品质和市场价值下降。本文综述了茶树渍害适应生理、生化和分子机制的最新研究进展，重点强调缺氧信号传导、代谢重编程和生理可塑性。此外，我们讨论了新兴的气候韧性策略，包括排水工程、根际管理、生物刺激素、耐涝种质、基因组学辅助育种和精准农业技术。将机制性认识与适应性管理方法相结合，对于提高洪涝韧性以及在未来气候变化情景下维持茶叶生产力和品质至关重要。