Изменения метаболизма кофеина у чайного растения (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) как защитная реакция на заражение Colletotrichum fructicola

Чайное растение (Camellia sinensis) относится к наиболее ценным в экономическом отношении сельскохозяйственным культурам мира. Антракноз может нарушать рост листьев и приводить к значительным потерям урожая чая. Чайные растения богаты вторичными метаболитами, однако их роль в устойчивости к антракнозу остаётся неясной. В настоящей работе сравнивали содержание общих фенольных соединений, катехинов и кофеина у двух сортов, различающихся устойчивостью к антракнозу, в ходе заражения Colletotrichum fructicola. В тканях, устойчивых к C. fructicola, повышалось содержание (-)-эпигаллокатехин-3-галлата (EGCG), (+)-катехина (C) и кофеина, а также индуцировалась экспрессия ключевых регуляторных генов. Испытания противогрибковой активности in vitro показали, что кофеин сильнее подавляет рост мицелия, чем чайные полифенолы и катехины. Результаты электронной микроскопии и анализа биологической активности свидетельствовали о том, что кофеин может воздействовать на клеточную стенку и плазматическую мембрану мицелия. Анализ последовательностей промоторов позволил выявить ряд цис-регуляторных элементов, связанных с ответом на стресс, в генах S-аденозилметионинсинтетазы и кофеинсинтазы чайного растения. Эти результаты показывают, что (-)-EGCG, (+)-C и кофеин могут участвовать в устойчивости чайных растений к антракнозу.