茶树也有自带的“抗病卫士”。近日，安徽农业大学茶树种质创新与资源利用全国重点实验室韦朝领团队发现，茶树中的一个基因CsCAD14所产生的蛋白，既能帮助茶树加固细胞壁，又能生成抑制病菌的物质。相关研究成果发表于国际期刊《Science Advances》。
茶树生长过程中，轮斑病是最怕遇到的病害之一。
这种真菌病害主要侵害茶树叶片，发病后，叶片上会出现褐色斑点，严重时逐渐坏死、脱落，甚至影响嫩梢生长。据研究，发病严重的茶园可造成10%至20%的茶叶减产。
植物的细胞壁如同细胞外面的一层保护结构。木质素则是其中重要的组成部分，就像给这层结构增加了一些加固材料。过去，科研人员普遍认为，相关蛋白主要负责帮助植物合成木质素，让细胞壁更加坚固。
但在茶树中，研究人员发现了一个特别的成员——CsCAD14。
它所产生的蛋白不仅能参与木质素合成，还能生成另一种具有抑菌作用的物质——羟基肉桂酸。前一种作用是帮助茶树加固细胞壁，减少病菌侵入的机会；后一种作用则是直接抑制病原真菌生长。
“我们以前对这类蛋白的认识主要集中在帮助植物形成木质素、加固细胞壁。但这次研究发现，CsCAD14还有另一种功能，能够生成具有抑菌作用的物质。”安农大副教授朱俊彦介绍，这相当于让茶树同时拥有了两种不同的防御能力。
抑菌实验结果显示，这两种物质本身都具有抑菌能力，放在一起使用时，对轮斑病病原菌的抑制效果更好。
“可以把它理解为两种不同的防御方式，一种是让细胞壁更加坚固，另一种是直接抑制病菌。”韦朝领介绍，这也是此次研究比较重要的发现：原本主要被认为参与细胞壁形成的蛋白，还能帮助植物产生抵御病害的物质。
一道新问题随之而来：不同茶树品种的抗病能力为什么不一样？是不是这个基因也在其中发挥了作用？
研究人员选取了两个抗病表现不同的茶树品种进行比较。一个是抗病能力较强的“金萱”，另一个是相对容易感染病害的“丹桂”。
比较后发现，两个品种的CsCAD14基因有一个位置存在差异。“金萱”在这一位置上的遗传信息是C/C，而“丹桂”则是C/T。
C和T是构成基因的不同碱基，可以把它们理解为遗传密码中的不同字母。看起来只是一个字母的变化，却可能影响蛋白质能否正常发挥作用。
为了弄清楚这种差异是否与抗病能力有关，研究团队又让“金萱”和“丹桂”进行杂交，对它们的后代进行观察和分析。
结果发现，抗病的后代在这个位置上均为C/C，而容易感病的后代中，多数为C/T。进一步实验显示，当这个位置出现T碱基时，CsCAD14所产生的蛋白就会失去原本的双重功能。
“一个碱基看起来只是遗传信息中很小的变化，但它可能影响整个蛋白质的功能。”朱俊彦介绍，通过不同品种的比较和杂交后代的分析，团队进一步找到了与茶树抗病表现密切相关的关键位置。
过去，育种人员筛选抗病茶树，往往需要把不同材料种到田间，通过观察它们在病害发生时的表现，判断哪些植株更耐病。现在，研究人员有望通过检测这个关键位置上的基因差异，辅助筛选抗病能力较强的茶树材料。
这就像给茶树增加了一项可以检测的“遗传标记”。在植株还没有经历完整的病害观察之前，育种人员就可以先通过基因检测，初步判断它的抗病潜力，减少筛选过程中的时间成本。
