近期，园艺学院茶叶创新团队围绕"叶绿体RNA编辑调控茶树叶色变异与光合稳态"展开系统研究，系列成果先后发表于国际权威期刊《Horticulture Research》、《Industrial Crops & Products》和《Plant Cell Reports》，为茶树黄化/白化特色种质的分子育种和园艺作物光合性状改良提供了新的理论依据与基因靶点。
叶绿体RNA编辑（C-to-U）是植物重要的转录后修饰，由PPR蛋白识别靶位点并招募MORF辅助因子完成，直接影响光合作用效率与叶色形成。茶树黄化、白化品种以高茶氨酸、低儿茶素的优异品质著称，是珍贵的特色种质资源，但其叶色变异背后的RNA编辑调控机制长期未被解析。
近日，团队在Horticulture Research发表了题为"Species-Specific Loss of Chloroplast ndhB-872 RNA Editing in Tea and Tomato Is Caused by Impaired QED1 Mediated MORF Recruitment"的研究论文。园艺学院博士生张梦园第一作者，西北农林科技大学园艺学院高岳芳副教授与北京林业大学高宏波教授为共同通讯作者。
该论文发现ndhB基因（编码NDH复合体核心亚基）的第872位点在拟南芥中可以被正常编辑，但在茶树和番茄中却未能被编辑。进一步对55种陆地植物的系统分析发现，RNA编辑因子QED1与其靶位点ndhB-872存在共进化关系；AlphaFold 3结构建模与蛋白质互作实验进一步表明，茶树和番茄QED1的物种特异性结构变异削弱了其对叶绿体MORF2/9辅助因子的招募能力，从而导致该位点编辑丢失。将拟南芥AtQED1异源过表达至茶树和番茄后，ndhB-872编辑得以成功恢复；但恢复编辑的转基因番茄出现了光合电子传递减弱、叶面积变小、幼苗叶片白斑、坐果和果实成熟延迟等表型。CRISPR/Cas9敲除SlMORF2.1与SlMORF9的实验进一步证实，QED1-MORF2/9复合体的组装是该位点编辑的必要条件。该研究阐明了物种特异性RNA编辑丢失的进化机制，揭示了ndhB-872编辑对番茄光合稳态与果实成熟的重要影响，为通过靶向操控RNA编辑改良作物性状提供了新思路。
图1. QED1在番茄中的作用模式图
2026年7月24日，团队在Industrial Crops & Products发表了题为"CsPPR203 regulates plastid RNA editing to mediate yellowish/albino leaf phenotypes in tea plants"的研究论文。园艺学院博士生张梦园第一作者，高岳芳副教授为通讯作者。
为进一步挖掘控制茶树叶色变异的编辑因子，团队以三个已获生化鉴定的编辑PPR蛋白的DYW结构域为种子序列开展全基因组扫描，并结合涵盖多种叶色表型的148份茶树样本转录组数据，获得在黄化/白化品种中显著下调的CsPPR203基因。Sanger测序证实CsPPR203负责叶绿体基因ndhD-674位的C-to-U编辑；酵母双杂交、双分子荧光互补与split-LUC实验证实CsPPR203与辅助因子CsMORF9.3直接相互作用。反义寡核苷酸（AsODN）结果表明，沉默CsPPR203或CsMORF9.3，均导致ndhD-674编辑效率大幅下降，并引发叶绿素代谢途径基因的广泛失调。该研究建立了"CsPPR203-CsMORF9.3-ndhD-674编辑"调控模块，为黄化/白化茶树品种的分子辅助育种提供了理论框架和遗传靶点。
图2. CsPPR203参与调控茶树叶色变化的作用模式图
此外，2026年5月20日，团队在Plant Cell Reports发表了题为"The function of tea plant CsMORF9.3 in chlorophyll biosynthesis and RNA editing"的研究论文。园艺学院张品芝为第一作者，高岳芳副教授为通讯作者。
该研究从黄化、白化茶树品种中分别鉴定出多个编辑效率异常的叶绿体位点，并筛选鉴定出CsMORF9.3为茶树叶色关键调控基因。AsODN与VIGS实验证实，抑制CsMORF9.3会显著降低茶树叶片叶绿素含量及其叶绿素合成与叶绿体发育相关基因的表达，并扰乱matK-445、rpoA-200、ndhD-674、ndhD-1310等多个位点的RNA编辑。蛋白质互作实验证实，CsMORF9.3既可以形成同源二聚体，也可与其他CsMORFs蛋白形成异源二聚体，还能与CsCRR21、CsCRR28、CsOTP84、CsLPA66等多个PLS型PPR蛋白，以及叶绿素合成关键酶——镁螯合酶亚基CsCHLD直接互作。该研究揭示了MORF编辑因子"兼顾RNA编辑与叶绿素代谢"的双重功能，拓展了对茶树叶色调控网络的认识，为黄化/白化茶树种质创制提供了新见解。
上述系列研究从编辑因子功能鉴定—调控模块解析—跨物种进化机制三个层面，系统揭示了叶绿体RNA编辑复合体（PPR-MORF）在茶树叶色变异与光合稳态维持中的核心作用，为茶树特色黄化/白化品种的精准分子育种和园艺作物光合性状改良提供了关键候选基因与理论支撑。
原文链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhag370
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123963
https://doi.org/10.1007/s00299-026-03856-z
