近日，生态与资源工程学院教师辛伟博士在国际植物科学期刊《Plant Cell and Environment》（中科院一区TOP）上发表题为《Root Microbiota Reprogram Aboveground Metabolite Allocation Across Tea Plant Tissues》的研究论文。武夷学院为第一完成单位，辛伟博士为论文第一作者和共同通讯作者，福建农林大学海峡联合研究院唐文鑫副教授为该论文的共同通讯作者。

该研究以白茶品种“政和大白”为对象，揭示茶树根际微生物组对地上部不同组织间代谢物分配存在明显调控作用，并成功构建可显著促进儿茶素类（尤其是原花青素）及茶氨酸等品质相关代谢物积累的合成根部微生物群落（SynCom），为茶叶品质提升和作物品质改良提供了新思路。

茶叶品质由氨基酸、儿茶素、咖啡碱等特征代谢物的组成，以及它们在叶片、茎等组织中的空间分布共同决定；这类代谢特征随组织部位与发育阶段发生改变。然而，这些代谢物在不同组织间的分配模式及其调控机制，目前尚不明确。植物根际微生物组被称作植物的“第二基因组”，对植物代谢具有重要调控作用，但根际微生物组是否能够跨组织协同调控植物不同部位的代谢活动、以及相应的作用方式，仍缺乏相关研究。

研究人员首先对“政和大白”茶树叶片进行代谢组与微生物组联合分析，锁定与代谢物变化高度关联的微生物类群，并与从茶树根系分离获得的菌株进行比对关联，在此基础上构建了两个合成微生物群落（SynCom1与SynCom2），并施用于茶树根际。结果显示，两个合成菌群均能促进黄烷类代谢物（尤其是原花青素）的积累，但调控模式各有侧重：SynCom1显著提高茎中富集的原花青素及茶氨酸等多种氨基酸含量；SynCom2则促进特定黄烷衍生物以及谷氨酸、色氨酸等氨基酸的积累。转录组分析进一步表明，两个菌群差异性地激活了类黄酮生物合成与氨基酸转运通路，其中SynCom1可上调转运蛋白基因CsCAT1的表达。

  SynCom1和SynCom2调控茶树地上部代谢物模式图

这一发现将微生物组的作用从“影响代谢物含量”拓展到“重编程代谢物空间分配”，为理解茶树品质形成的微生物学机制提供了新视角。研究成果有望定向提升茶叶中特定品质成分的含量与分布，为茶树及其他作物的品质改良开辟了微生物组学研究新途径。

该研究得到福建省茶产业大数据应用与智能化重点实验室（武夷学院）开放课题、中国乌龙茶产业协同创新中心开放研究基金以及南平市资源化学产业科技创新联合资助项目的资助。

文章链接：http://doi.org/10.1111/pce.71041