油茶(Camellia oleifera Abel.)和茶树(Camellia sinensis L.)同属于山茶科山茶属。本实验室的前期研究发现茶树富含儿茶素类次生代谢物(黄烷-3-醇类,属于类黄酮化合物),但油茶中的含量和茶树相比差异明显,并且通过比较转录组学的方法鉴定了类黄酮合成途经上的一些关键的差异基因。然而,对于油茶和茶中儿茶素代谢途径上下游相关的化合物积累和分布差异情况尚不明确,并且对两个物种类黄酮合成途经上关键基因功能的差异也没有深入研究和验证。本研究进一步对油茶和茶不同器官中不同儿茶素、花青素糖苷和原花青素(聚合态儿茶素,PA)成分的积累和分布进行了比较研究,并对油茶和茶中编码催化儿茶素形成的花青素还原酶基因(ANR)的表达模式和重组蛋白的体外催化功能进行分析,从代谢和分子水平上探究油茶ANR(CoANR)和茶ANR(CsANR)的功能差异及油茶和茶儿茶素代谢差异产生的分子机制。本实验主要研究结果如下:1.比较分析油茶和茶中儿茶素、花青素糖苷和原花青素含量的差异,结果发现油茶和茶树不同器官中各儿茶素组分含量差异较大,茶树体内表型儿茶素(EC和EGC,顺式黄烷-3-醇类)和酯型儿茶树(ECG和EGCG,顺式黄烷-3-醇没食子酸酯类)的含量显著高于油茶,但油茶中非表型儿茶素(C和GC,反式黄烷-3-醇类)含量更高,油茶不同器官中花青素糖苷和聚合态原花青素积累比茶树更高。2.克隆了两条油茶花青素还原酶基因:CoANR1(Gen Bank登录号:MG925480)全长1441bp,包括ORF框1047bp,5′UTR区188bp,3′UTR区206bp,编码348个氨基酸;CoANR2(Gen Bank登录号:MG925481)全长1413bp,包括ORF框1014bp,5′UTR区155bp,3′UTR区244bp,编码337个氨基酸。3.采用qRT-PCR方法比较CoANR1、CoANR2、CsANR1和CsANR2在油茶和茶树不同器官中的表达水平,结果发现茶树大多数器官的CsANR1基因的相对表达水平极显著性高于CoANR1,CsANR2基因的相对表达水平显著高于CoANR2。4.构建pMal-c5X重组表达载体,进行了重组蛋白表达和纯化,并利用UPLC-MS/MS手段检测CoANR1、CoANR2、CsANR1和CsANR2重组蛋白体外酶促反应的产物,结果发现CsANR和CoANR重组蛋白体外酶促反应的最适反应条件有差异,且CsANR1和CoANR1催化生成产物的偏好性不同。经茶、油茶和其他植物ANR蛋白的氨基酸序列比对,发现CoANR1具有第84和第212位两个特异的氨基酸位点,通过定点突变技术将CoANR1的第84和第212位氨基酸位点突变成和CsANR1一致的位点,并经体外酶活反应检测点突变蛋白的催化产物,发现这两个位点对CoANR1催化产物的偏好性有显著影响。5.克隆CoANR1和CsANR1基因的DNA序列全长,在DNA水平上分析比较茶和油茶ANR1基因的外显子与内含子差异,发现两者均有五个内含子,6个外显子,其中第1个内含子有高达40%的碱基差异,CsANR1的第5个内含子相比于CoANR1序列有28个碱基的缺失。