【摘 要】
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茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）是高富集氟的植物,氟在叶片大量累积。人们主要通过饮茶摄取氟,严重影响人体健康。茶树主要通过根系主动吸收氟,但是根系跨膜吸收氟的生理与分子机制尚不清楚,而质膜H+-ATPase又能为植物跨膜主动吸收提供原初动力。因此,探明茶树根系主动吸收氟过程中质膜H+-ATPase的功能作用,对揭示茶叶超量富集氟的生理与分子过程具有重要意义。本文主
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茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）是高富集氟的植物,氟在叶片大量累积。人们主要通过饮茶摄取氟,严重影响人体健康。茶树主要通过根系主动吸收氟,但是根系跨膜吸收氟的生理与分子机制尚不清楚,而质膜H+-ATPase又能为植物跨膜主动吸收提供原初动力。因此,探明茶树根系主动吸收氟过程中质膜H+-ATPase的功能作用,对揭示茶叶超量富集氟的生理与分子过程具有重要意义。本文主要用低浓度5 mmol/L NaF和NaCl溶液水培“舒茶早”茶树幼苗进行试验,以去离子水作为空白对照。研究F-/Cl-条件下对茶树对氟的吸收累积,和Cl-对茶树根系竞争吸收氟的影响;分析F-和Cl-对根系活力与质膜H+-ATPase活性的影响;利用RNA-Seq技术,筛选相关质膜H+-ATPase基因并进行表达模式、聚类分析及转基因拟南芥异源体系验证分析;初步鉴定了茶树氟吸收过程中质膜H+-ATPase的作用及质子泵基因的功能。主要结果如下:（1）在低浓度F-/Cl-培养条件下培养72h,茶树幼苗根系总长及总表面积无显著变化,说明低浓度F-/Cl-短时间处理对茶树幼苗无表观毒害。（2）“舒茶早”茶树品种对氟的吸收并不受Cl-的负面影响,Cl-反而促进了该茶树对氟的吸收。（3）F-提高了茶树根系活力,并促进茶树根系对氟的吸收。（4）F-提高了茶树根系质膜H+-ATPase蛋白含量和活性,F-和Cl-共处理使蛋白含量和活性增加更显著。是由于F-/Cl-刺激了根系质膜H+-ATPase,增加了蛋白含量,促使ATP水解H+外排,增加ΔH+,膜外的电化学势驱使F-通过次级运输系统进入细胞,从而提高茶树对氟的吸收。（5）从转录组（RNA-Seq）KEGG数据库中确定4个质膜H+-ATPase基因,即CL2275、CL4876、Unigene12499 和Unigene24443。通过 qPCR 验证分析表明,F-处理使CL4876表达上调,其他均为下调。（6）根据基因注释在NCBI中查找,发现CL2275、CL4876、Unigene12499和Unigene24443分别注释为藜苜蓿（HA1）、水稻（Os02t0797300）、番茄（LHA2）质膜H+-ATPase基因,但系统聚类分析结果显示这3个基因与注释基因未聚在同一分支。而CL4876属水稻质膜ATPase 8,又与水稻OsA9和拟南芥AHA10（均属质膜H+-ATPase亚家族Ⅲ）聚在同一进化分枝,推测CL4876与水稻质膜基因OsA8、OsA9和拟南芥AHA10可能具有相似的表达模式或类似的生物学功能。（7）F-信号被无机离子运输与代谢通路中的CL4876基因感知,使其表达量的增加,刺激质膜H+-ATPase,并增加了蛋白含量,继而提高了酶活性,从而促进了茶树对氟的吸收。（8）质膜H+-ATPase CL4876的转基因拟南芥对氟的吸收量显著高于野生型,进一步证明CL4876基因促进茶对氟的吸收。
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