茶树萜类合成途径关键基因克隆及表达研究
萜类及其衍生物是茶叶的主要挥发性成分，对品质有重要影响;同时萜类物质也是植物化感作用的重要媒介，与茶树抗逆性表现关系密切;此外，部分萜类物质还是重要的植物激素和光合色素，对茶树的正常生长发育起着不可替代的调控作用。
本研究采用RT-PCR、RACE和qPCR技术对茶树甲羟戊酸(MVA)和2-c-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)萜类物质代谢途径中的HMG-CoA还原酶(HMGR)、1-脱氧-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)、脱氧木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)、法尼基焦磷酸合成酶(FPS)、(栊)牛儿(栊)牛儿基焦磷酸合酶(GGPS)和芳樟醇合成酶(Lins)等关键酶类进行了基因克隆和表达研究，主要结果如下:
1.获得了HMGR、DXR、FPS基因全长以及GGPS、DXS和Lins基因3’端序列。其中，HMGR基因核苷酸序列长2420bp，编码590个氨基酸残基;DXR基因长1983bp，编码472个氨基酸残基;FPS基因长1419bp，编码342个氨基酸残基;获得的DXS、GGPS和Lins基因3’端序列分别为2051bp、911bp和994bp。Blast比对显示，分离的序列均与相应的目标基因具有很高的同源性。
2.据ProteinPredict等软件分析，茶树HGMR为膜结合蛋白，具有3个跨膜区，可能定位于线粒体膜或者内质网膜，催化域位于膜外朝向细胞质的一侧，包含NADPH、底物和抑制剂结合区以及催化活性位点;DXR分子N端有叶绿体转运肽，定位于叶绿体膜，分子中“GSTGSIGT”和“LAAGSNV”为NADP结合区域，224th(D)、226th(E)和295th(E)是Mg2+结合位点，119th(K)、226th(E)、250th(S)、273rd(H)和295th(E)是该酶底物结合位点;FPS分子具有2个跨膜区，可能定位于线粒体或叶绿体膜，其N端（1st_74th）和C端(207th-342nd)位于膜外，中间区段(93rd-188th)位于膜内侧，两个签名基序LVIDDIMDNSQTRRG(90th-104th)和MGTYFQVQDDYID(224th-236th)分别位于分子中间区段和C端。
3.HMGR和DXR等6个基因在不同茶树品种新梢中的表达强度均存在明显差异。不同品种间表达强度差异最大的是HGMR基因（相差约10倍左右），其次是DXR基因（相差约8倍），再次为FPS、GGPS和Lins基因（相差约4-5倍），而DXS在不同品种中表达强度差异相对较小。在福鼎大白茶鲜叶萎凋(8h)过程中，HGMR基因随萎凋时间延长表现为持续上调，而DXR、DXS、Lins和GGPS基因呈现出先升后降趋势，而FPS基因在处理前6h内呈持续下降趋势。在UVB处理条件下，HGMR、DXR、GGPS基因表达强度随时间延长表现为逐渐增加态势;FPS基因则呈现出先降后升趋势，表达最低点出现在处理2h处;DXS表达总体表现为下调，而Lins基因在处理6h内呈先升后降趋势。可见，萎凋和UVB处理对HGMR等基因均有显著影响。
茶;萜类代谢;基因克隆;基因表达;合成途径
浙江大学
硕士
茶学
陆建良
2013
中文
S571.1
103
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）