金花茶是重要的珍稀濒危植物，普通金花茶在正常酸性土壤中生长旺盛，而柠檬黄金花茶能适应喀斯特地区的钙质土壤。我们前期对金花茶岩溶适应性的研究发现，热休克蛋白20(HSP20)在柠檬黄金花茶中的表达水平高于普通金花茶。然而，金花茶HSP20基因的功能尚不明确。

在本研究中，课题组对普通金花茶和柠檬黄金花茶的HSP20基因进行克隆和异源表达。此外，对拟南芥的HSP20基因进行过表达，并利用突变体来确定HSP20基因的功能。通过模拟岩溶高钙环境，对其表型变化及生理生态指标变化进行检测和分析。

研究结果显示，在高钙胁迫下，超表达柠檬黄金花茶HSP20基因的株系在叶绿素、氮、含水量和湿度均增加。能谱扫描显示，超表达柠檬黄金花茶HSP20基因株系的叶片表面钙含量相对较低，而突变体株系的叶片表面高含量最高。ClHSP20基因还能影响土壤湿度和土壤氮、磷、钾的含量。与普通金花茶的HSP20基因表达株系相比，ClHSP20-OE株系中的FBA5和AT5G10770的表达显著上调。与突变株系相比，AtHSP20-OE株系中的DREB1A和AT3G30460的表达量显著上调，POL表达量下调。本研究为后期对植物应对岩溶高钙环境胁迫的相应研究提供参考以及填补对金花茶中HSP20基因研究的空缺。

以上研究结果发表于国际学术期刊《BMC Plant Biology》（中科院二区TOP，五年影响因子5.2）。2020级生物科学本科生钟利沙为第一作者，重点实验室梁语副教授为通讯作者，此研究主要以2020级本科生钟利沙、谢思思、黄欣慧、李钰洁、瞿超凡同学在国家级大创项目(202210602020）资助下完成，此研究还得到广西自然科学基金(2020GXNSFBA297157; 2020GXNSFBA297045)等资助。

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https://doi.org/10.1186/s12870-023-04686-x

高钙环境下柠檬黄金花茶的表型变化

（图文/梁语 审/马姜明 莫燕华）