近日，中国农业科学院茶叶研究所茶树遗传育种创新团队在茶树基因编辑工具开发与代谢工程研究方面取得新进展，利用CRISPR-Act系统，在茶树根系中实现了茶氨酸生物合成关键基因CsAlaDC和CsTSI的同步激活，显著提高了茶氨酸含量。相关结果以“CRISPR-Act-mediated synchronized activation of CsAlaDC and CsTSI enhances L-theanine biosynthesis in tea plants”为题发表在农林科学1区Top期刊Horticulture Research。

鉴于茶树功能基因组学研究对高效编辑工具的迫切需求，团队系统筛选并鉴定了茶树U3和U6启动子，发现内源CsU3a启动子具有最优活性。在茶树原生质体编辑实验中，CsU3a驱动的CRISPR/Cas9系统编辑效率显著优于常用拟南芥AtU3及其他对照，确立了其作为茶树高效基因编辑元件的优势地位。在此基础上，团队利用CsU3a启动子构建了CRISPR-Act3.0系统，并建立了稳定的发根转化体系。结果显示，该系统成功实现了茶氨酸合成通路关键基因CsAlaDC和CsTSI的协同上调，表达量分别上调20.8倍和6.4倍，转化株系中茶氨酸含量大幅提高8.5倍，且丙氨酸和乙胺水平同步提升。这一结果证实了该系统能高效驱动代谢流定向流动，其效能显著优于传统异源启动子。

研究不仅开发了适配茶树的高效内源启动子CsU3，丰富了茶树功能基因组学工具箱，也为通过协同调控关键基因改良茶树品质提供了重要的理论依据和技术支撑。

研究得到了浙江省农业新品种选育重大科技专项-茶树、中央级公益性科研院所基本科研业务费和国家自然科学基金资助。中国农业科学院茶叶研究所博士后张学宁和硕士研究生傅前媛（已毕业）为论文的共同第一作者，黄建燕研究员和王新超研究员为论文的共同通信作者。

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