2024年8月，Horticulture Research在线发表了南京农业大学园艺学院茶学学科庄静教授课题组题为Interference of skeleton photoperiod on circadian clock and photosynthetic efficiency of tea plant: In-depth analysis of mathematical model的研究论文，该研究分析了不同光周期路径下的茶树昼夜节律组成，揭示了茶树光合作用昼夜节律调节的潜在机制。
植物的昼夜节律系统是一种复杂的生理机制，是植物根据昼夜周期进行自我调节的生物过程。为了解不同光周期对茶树生物钟的影响，利用数学模型分析了四种不同光周期：正常光照（12 h光照/12 h黑暗，12L12D），持续光照（24 h光照，24L），2个骨架光周期（6 h光照/6 h黑暗，6L6D；3 h光照/3 h黑暗，3L3D）下茶树核心生物钟基因和光合作用相关基因的表达水平，并对光合参数和气孔开度进行分析。该模型预测了调控茶树生物钟，参与光合调控的核心基因以及不同光周期下光合参数的变化规律。
研究通过对光照（12L12D）下茶树核心生物钟基因（CCA1、PRR9、TOC1、ELF4）和光合作用相关基因（Lhcb、RbcS、atpA）的表达水平，并以周期和相位误差定义的代价函数作为基本模型参数。在连续光照环境下（24L），控制生物钟和光合作用关键基因的活性峰值和周期延迟了1 ~ 2 h。在骨架光周期下（6L6D，3L3D），茶树生物钟基因和光合作用相关基因的表达谱发生了变化，茶树的昼夜节律紊乱较为明显，光合效率下降，气孔开放比正常光照下不规则，但仍具有节律性。通过数学模型分析不同光周期路径下的茶树昼夜节律组成，分析了茶树光合作用昼夜节律调节的潜在机制。
南京农业大学园艺学院茶学学科博士研究生胡志航为该论文的第一作者，庄静教授为论文通讯作者，南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室教授熊爱生为共同通讯作者，南京农业大学理学院数学学科教授游雄，博士研究生黄婷做出了重要贡献。茶学学科教授黎星辉、陈暄，作物遗传与种质创新利用全国重点实验室钟山青年研究员刘慧等参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省政策引导类计划项目和江苏高校优势学科建设项目等项目的资助。
