挥发性代谢物在植物与环境互作中发挥了重要作用，不同植物组织合成与释放的挥发性代谢物具有不同的功能，如叶片中合成与释放的萜烯类和脂肪酸类衍生挥发性代谢物较多被报道具有抗虫或抑菌作用，花组织中合成与释放的挥发性苯丙烷类/苯环型代谢物（Volatile phenylpropanoids/benzenoids, VPBs）较多被报道参与吸引传粉昆虫。目前VPBs在植物叶片中的生物学功能较少被研究，茶树（Camellia sinensis）叶片富含VPBs，VPBs在茶叶香气品质中发挥了重要作用，但其在茶树中的生理功能尚不清楚。
2023年1月，Horticulture Research上线了（Advance Access）中国科学院华南植物园杨子银研究团队题为Effect of the biosynthesis of the volatile compound phenylacetaldehyde on chloroplast modifications in tea (Camellia sinensis) plants 的研究论文。该论文阐明了不同光照条件下茶树叶片中具代表性的VPB苯乙醛的生物合成调控机制，并探索了苯乙醛对茶树叶片叶绿体的影响。
研究人员发现，在黑暗条件下，茶树叶片中苯乙醛含量增加，且其合成途径中的重要结构基因CsAAAT1表达量与苯乙醛含量呈现显著的正相关（图1）。在该过程中，转录因子CsPIF3-2可能通过激活CsAAAT1的表达，进而参与苯乙醛的合成与积累。苯乙醛可促进黑暗处理叶绿体中叶绿素的激发，并介导细胞中电子能量转移。然而，过高浓度苯乙醛会引起叶绿体的降解，对光合作用产生潜在的不利影响，因此，在正常光照条件下，茶树会利用红光和蓝光来抑制苯乙醛的合成，从而减少对叶绿体产生不利影响（图2）。本研究结果有助于深入理解茶树VPBs生物合成响应非生物胁迫的机制，同时为植物挥发性代谢物发挥生理学功能提供了案例。
图1 黑暗条件下茶树叶片中苯乙醛合成相关结构基因表达量变化及其与苯乙醛含量的相关性分析
中国科学院华南植物园曾兰亭研究员、周晓晨博士研究生为该论文的共同第一作者，杨子银研究员为该论文的通讯作者。参与研究工作的还有中国科学院华南植物园傅秀敏副研究员、胡一龙副研究员、辜大川副研究员、侯兴亮研究员和广东食品药品职业学院东方副教授。该研究得到了国家自然科学基金（31902074）、中国科学院基础前沿科学研究计划（ZDBS-LY-SM032）等项目的支持。
作者团队介绍
Y-TeaLab是一支年轻充满活力（Young），致力于探索中国茶奥秘（whY）的研究团队。团队的理想是“让更多的人了解中国茶，让更多的人爱上中国茶”。主要研究领域是茶树特色生物学基础研究与资源可持续高效利用，针对当前茶学学科和茶产业存在的核心问题，结合自身的优势，通过多学科交叉融合，开展“茶叶品质化学与生物学基础研究”和“茶叶质量安全控制与资源高效利用研究”。茶叶品质化学与生物学基础研究方向主要开展茶树特征性次生代谢物生物合成、调控机制和生物学功能的基础理论研究。茶叶质量安全控制与资源高效利用研究方向主要从分子和生理途径发掘重要调控因子，建立安全有效改良和提升低质茶叶品质的集成技术体系。
Y-TeaLab研究团队成员合照
文章链接：
