中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹生態(tài)栽培創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)近日在利用外源褪黑素提高茶樹對(duì)砷脅迫的耐受性機(jī)制方面取得重要突破。

砷是一種廣泛存在于自然界的微量元素，有劇毒并且有致癌作用，能夠通過植物積累進(jìn)入動(dòng)物和人的體內(nèi)，從而威脅人體健康。研究人員發(fā)現(xiàn)，過量的砷會(huì)顯著降低茶樹葉片光合系統(tǒng)II的*大光化學(xué)效率，增加活性氧的積累和脂質(zhì)過氧化程度，從而誘發(fā)茶樹葉片中劇烈的氧化應(yīng)激反應(yīng)。而通過外源施用褪黑素，能夠選擇性地提高茶樹葉片中花青素生物合成相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)葉片中花青素積累，從而減輕了砷脅迫對(duì)茶樹葉片光系統(tǒng)的影響。同時(shí)，通過比較花青素基礎(chǔ)水平具有顯著差異的兩個(gè)茶樹品種即龍井43和紫鵑對(duì)砷脅迫的耐受性發(fā)現(xiàn)，花青素含量高的茶樹品種紫娟具有比龍井43更強(qiáng)的砷脅迫耐受性。此外，外源施用花青素也能增強(qiáng)龍井43對(duì)砷脅迫的耐受性。上述結(jié)果表明，褪黑素可能是通過調(diào)控花青素合成代謝提高了茶樹對(duì)砷脅迫的耐受性。這項(xiàng)研究為茶樹砷脅迫應(yīng)對(duì)和保障茶葉質(zhì)量安全提供了新思路，具有重要的研究意義。

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研究人員前期研究發(fā)現(xiàn)，外源褪黑素能夠通過調(diào)節(jié)茶樹葉片中的氧化還原平衡增強(qiáng)茶樹對(duì)低溫脅迫的耐受性。近期的研究還發(fā)現(xiàn)，外源褪黑素促進(jìn)了茶樹的光合作用和生物量的提高，并且通過調(diào)節(jié)茶葉中多酚類物質(zhì)、氨基酸和咖啡因的生物合成，降低了亞高溫條件下茶樹葉片的酚氨比，從而改善了亞高溫環(huán)境下茶樹葉片的品質(zhì)。

上述研究成果，為利用褪黑素開發(fā)新型植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控茶樹抗逆性和品質(zhì)代謝提供了理論依據(jù)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。