茶树AMP脱氨酶基因的克隆及咖啡碱合成酶基因(TCS1)的cSNP分析
咖啡碱是嘌呤碱中最重要的一种物质,是茶树的次级代谢产物,对茶叶的滋味起重要的作用,因此对于咖啡碱代谢途径的研究有重要的意义。 腺嘌呤核苷酸途径是茶树咖啡碱生物合成的最主要的途径,该途径中的关键酶有AMP脱氨酶、咖啡碱合成酶(TCS)、次黄嘌呤核苷酸脱氢酶(IMPDH)和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶,其中后三种酶的基因均己被分离克隆,而AMP脱氨酶基因的克隆还处于空白状态。咖啡碱合成酶是咖啡碱合成途径最重要的一个酶,它催化最后两步甲基化反应,调控着咖啡碱的生物合成。 本实验主要进行了两方面的研究,一是从茶树全器官转录组文库搜寻的序列进行比对,获得一条与其他物种同源性较高的编码AMP脱氨酶基因的EST序列,运用RACE技术扩增获得茶树AMP脱氨酶基因的cDNA全长序列,并对该基因初步的生物信息学进行了预测和分析。二是用高效液相法测定不同茶树品种嫩叶的咖啡碱含量,通过直接测序的方法检测茶树咖啡碱合成酶基因的cSNPs位点,将表型与基因型进行关联分析,筛选出与咖啡碱含量相关联的cSNPs位点,为茶树遗传改良打下理论基础。主要结果如下: 1.克隆出了AMP脱氨酶基因的cDNA全长。该基因全长3215bp,其中开放阅读框长2571bp,编码856个氨基酸,3′端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号。预测蛋白分子量为97.6kDa,理论等电点为6.31。将基因登陆到GenBank上,登录号为AGJ84350.1。多序列比对发现该基因3′端有多个保守区域,进化树分析表明该基因与双子叶植物亲缘关系较近。 2.通过单核苷酸多态性分析,共检测到TCS17个cSNPs位点,其中5个转换,包括A/G2个,T/C3个,2个颠换,包括C/G、A/C各一个,无插入、缺失位点;5个非同义cSNPs位点,2个同义cSNPs位点。 3.连锁不平衡分析显示TCS17个cSNPs间的共有21个r2值,显著的连锁不平衡r2值为5个(P<0.001),其中385和898位点处于完全连锁不平衡状态,即r2=1。在连锁不平衡的基础上共检测到7种单倍型。 4.将cSNPs位点与咖啡碱含量进行关联分析显示,只有995位点的AA和CC基因型间的咖啡碱含量呈显著相关(P<0.05)。
茶树;咖啡碱;AMP脱氨酶;TCS1基因;cSNPs位点
安徽农业大学
硕士
茶学
江昌俊
2013
中文
S571.1;S312
53
2014-03-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）