茶树（Camellia sinensis (L.) O. Kuntze）在我国栽培历史悠久，种质资源丰富，新梢颜色作为典型的农艺性状而备受关注。其中，白化或黄化的茶树变异品种，由于其独特的色泽和高氨基酸含量，更适合加工绿茶。前期众多研究表明白化茶树叶色变异与叶绿素含量、叶绿素生物合成及其生理代谢有着密切联系，但是关于其调控机理和分子机制的研究仍未明晰。
镁离子螯合酶（CHLI）是叶绿素合成代谢途径中的关键酶和限速酶，在叶绿素生物合成中起关键性的调控作用，镁螯合酶I、D、H任何一个亚基突变均会使叶绿素合成受阻，呈现白化表型。本研究对绿叶品种‘龙井43’、‘陕茶1号’和白化品种‘白叶1号’的叶绿素含量、叶绿体超微结构、镁螯合酶各亚基基因表达量综合分析显示，镁螯合酶I亚基表达量与茶树中叶绿素含量关系更为密切。因此，进一步对茶树CsCHLI的基本特征分析表明，其CDS序列长度为1275 bp，编码424 aa；保守结构域和进化树分析表明，CHLI在蓝细菌到高等植物中均较为保守。亚细胞定位结果显示茶树CsCHLI定位于叶绿体中；双分子荧光互补（BiFC）表明CsCHLI能够与D亚基和H亚基在叶绿体中相互作用。转基因实验结果显示，在对应的拟南芥突变体atchli1 中过表达茶树CsCHLI能够部分回补atchli1 的黄化表型及叶绿素含量。综上所述，本研究从分子水平解析了茶树镁螯合酶I亚基在白化叶片中功能和分子机制，完善了茶树新梢白化的分子基础。
图1 不同叶色茶树新稍表型、超微结构、叶绿素含量和基因表达量Fig1 Leaf phenotypes, leaf ultrastructure, chlorophyll content, and expression levels of CsCHLI, CsCHLD, and CsCHLH genes in albino BY1 and green SC1 and LJ43 tea leaves. 
图2 茶树镁螯合酶I亚基、D亚基和H亚基双分子荧光互作分析
Fig2 BiFC assay for examining the interactions of CsCHLI, CsCHLD, and CsCHLH. YFP Fluorescence (YFP), Chlorophyll autofluoresence (Chl), bright-filed (Bright), and Merged images (Merged).
图3 茶树CsCHLI能够回补拟南芥atchli1 表型Fig3 CsCHLI could restore the yellow leaf phenotype inArabidopsis.
西北农林科技大学园艺学院茶学硕士生赵逸清和王文静为该论文共同第一作者，高岳芳副教授为本文通讯作者。研究受国家自然科学基金（31700612）陕西省重点研发计划（2021ZDLNY04-03，2023-YBNY-145）资助。
高岳芳，博士，西北农林科技大学副教授，博士生导师；陕西省茯茶产业体系岗位专家。主要从事特异茶树种质发育调控和茶资源高效利用研究；发表论文13篇，授权专利7项，参与制定茶叶标准3项。
原文链接：
https://doi.org/10.48130/BPR-0023-0037
bpr-0023-0037.pdf
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About Beverage Plant Research
Beverage Plant Research 是一本开放获取的期刊，致力于传播饮料作物领域研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论和观点。主题范围包括但不限于饮料植物生物学、品质与化学分析、饮料植物与人类健康等。本刊由中国农业科学院茶叶研究所、中国茶叶学会与Maximum Academic Press联合出版，期刊主编由中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士与美国伊利诺伊理工大学Brian Schaneberg博士共同担任。目前期刊已被Scopus、CABI等国际知名大型数据库收录。
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