论文部分内容阅读
茶树(Camellia sinensis)的栽培在我国已经有3000多年的历史,茶树种质资源相当丰富;不同品种的茶树具有不同的适制性,在这其中茶叶内含成分起了关键作用。与茶树品质形成相关的成分主要有茶多酚、氨基酸和咖啡碱,而’酚氨比’也经常用作评价茶树品质的重要指标。在茶树的多酚和氨基酸合成途径中,磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)扮演着重要角色,茶树中PEP进入叶绿体可作为儿茶素等次生代谢物的原料,而在细胞液中进入三羧酸循环可合成茶氨酸,因此将PEP转运进入叶绿体的PPT转运子功能对茶树品质形成具有重要作用。本研究从磷酸烯醇式丙酮酸转运子(CsPPT2)基因的克隆入手,与课题组早期研究的基因CsPPT1进行比较分析,结合两个基因在不同组织、不同时期、不同叶色茶树品种的不同时期的表达量分析2个基因与茶树品质形成的关系。具体研究结果如下:(1)以茶树(Camellia sinensis)’白叶1号’为材料,应用RT-PCR和RACE技术克隆获得茶树磷酸烯醇式丙酮酸转运子家族一个基因CsPPT2的cDNA序列,CsPPT2的cDNA全长1469bp,其中开放阅读框(ORF)为1218bp,编码406个氨基酸。通过生物学信息分析表明,CSPPT2蛋白分子量为44.6kD,理论等电点为9.90,CsPPT2有6个跨膜区,属于疏水性叶绿体跨膜蛋白属于非分泌蛋白,无信号肽位点且不存在卷曲螺旋结构。(2)CsPPT1与CsPPT2的比较分析。’白叶1号’、’龙井43’、’黄金芽’和’迎霜’中这两个基因氨基酸序列完全相同,未见突变位点。聚类分析显示,茶树磷酸烯醇式丙酮酸转运子家族分为2个亚组,而CsPPT1与CsPPT2属于不同亚组。2个基因在不同时期和不同部位的荧光定量结果表明,两个基因在茶树体内功能不尽相同,CsPPT2在所有组织中均有表达,且在根和成熟叶片中表达量远大于CsPPT1;CsPPT1在茎和复绿前的幼嫩芽叶中表达量高于CsPPT2。CsPPT2在’白叶1号’白化起始时有短暂的升高,但伴随白化受到较大的抑制,CsPPT1在白化过程表达量始终成下降趋势。(3)选取’白叶1号’、’龙井43’、’黄金芽’和’千年雪’ 4个不同叶色茶树为材料,测定其中茶多酚和儿茶素、氨基酸的含量,并对春季新梢的芽、一芽一叶、一芽二叶中CsPPT1与CsPPT2的表达量进行分析,结果表明,在茶树新梢萌芽过程中,所有品种中CsPPT1的表达量均是芽中最高,并随新梢发育过程中表达量降低,CsPPT2则相反,表明在叶片发育过程中,CsPPT1首先发挥作用,但随着叶片的生长发育,其功能被CsPPT2取代。’龙井43’中CSPPT1的表达量在叶片发育过程中远高于其他三个品种,在芽中表达量分别是’黄金芽’、’千年雪’和’白叶1号’的80、200、40倍,而在一芽一叶和一芽二叶中分别是8、6、27倍和11、4、19倍;结合茶树多酚、儿茶素及氨基酸含量,CsPPT1的表达量的多少可能与茶树多酚和氨基酸含量密切相关,在’白叶1号’中本应随着叶片的成熟表达量继续上升CsPPT2的表达在白化过程中受到了较强的抑制,可能进一步减少了进入叶绿体中PEP的量,从而使’白叶1号’在白化过程中品质更加独特。