‘紫娟’茶樹紫葉花青素積累機理的轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、花青素是一類水溶性天然色素，具有安全、無毒、色調(diào)自然、資源豐富的特點，在食品、化妝、醫(yī)藥、景觀環(huán)境等方面具有很大潛力。在草本植物中，花青素合成的機理已有廣泛的研究，但是在木本紫芽茶樹‘紫娟’中還很少有研究。本研究采用高通量測序平臺Illumina HiSeq2500，對‘紫娟’茶樹的紫葉和綠葉進行轉(zhuǎn)錄組測序，得到了107,984條Transcripts和34,685條Unigenes。篩選出2,250個差異基因，其中上調(diào)表達1,270個

2、，下調(diào)表達980個。
　　通過對葉片中差異基因進行 KEGG的分析，發(fā)現(xiàn)花青素合成途徑、碳水化合物代謝途徑和油菜素類脂合成途徑是顯著上調(diào)的。其中參與花青素合成的關(guān)鍵基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因、肉桂酸羥化酶(C4H)基因、4-香豆酰CoA連接酶(4CL)基因、查爾酮合酶(CHS)基因、花青素合成酶(ANS)基因、二羥黃酮醇還原酶(DFR)基因、尿苷二磷酸-葡萄糖-類黃酮-3-葡糖基轉(zhuǎn)移酶(UFGT)基因、類黃酮-3'5'-羥化

3、酶(F3’5’H)基因和ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因被成功鑒定到。這些基因的上調(diào)表達，可以促進花青素的合成和運輸。
　　另外，還成功鑒定到9個參與碳水化合物代謝的基因。與綠葉相比，紫葉中蔗糖合成酶(SUS)基因是上調(diào)表達的，可以為花青素的合成己糖和UDPG。另外，參與糖酵解途徑的基因是上調(diào)表達的，但是參與三羧酸循環(huán)的基因沒有顯著性變化。紫葉線粒體中乙酰輔酶A的增加，可以上調(diào)細胞質(zhì)中乙酰輔酶A羧化酶的表達，從而促進花青素的積累，也表明糖酵解可

4、以為花青素積累提供中間體。最后，還鑒定到三個參與油菜素甾醇合成的基因，分別是鯊烯環(huán)氧酶(SQE)基因、環(huán)阿屯醇合酶(CAS)基因和甾醇C-24-甲基轉(zhuǎn)移酶(SMT1)基因。三者的上調(diào)表達，可以為油菜素內(nèi)酯的合成提供更多的前體物質(zhì)，從而促進其合成，有利于花青素的合成。
　　結(jié)合相關(guān)生理生化指標和熒光定量 PCR的驗證，本研究揭示了‘紫娟’茶樹紫葉中花青素積累的分子機理。研究成果將為今后運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)選育性狀優(yōu)良、品質(zhì)優(yōu)異、高花青素、