茶樹根系硒吸收和代謝的關鍵基因發(fā)掘與分析.pdf

1、硒是一種重要的生命元素，F(xiàn)AO、IAEA、WHO組織共同將其確立為人體必需的微量元素之一。人體必需通過直接攝入無機硒藥劑或食用有機硒食品獲得所需要的硒。與無機硒相比，有機硒生物活性好、可利用率高，更利于人體吸收。茶樹的富硒能力較好，茶葉中的硒80％為有機硒，是較為理想的補硒資源。深入理解茶樹對硒的吸收轉運和代謝過程，探索茶樹富硒機理，可為培育富硒茶樹品種提供理論基礎。
　　本文以經(jīng)過硒酸鈉處理、硫酸鈉處理和未處理的茶樹根系樣本為材

2、料進行轉錄組測序，通過不同轉錄組間比較獲得差異表達基因，研究茶樹硒響應分子機理；進而對茶樹硫相關代謝途徑及其關鍵酶基因、無機鹽轉運體以及 ABC轉運蛋白進行發(fā)掘和分析，并對硫轉運蛋白進行克隆及表達分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.通過轉錄組測序，共獲得104,990 unigenes，平均長度732 bp，N50長度為1,024 bp。共36,186個unigenes獲得功能注釋，這些unigenes主要富集在代謝過程。
　

3、　2.經(jīng)過硒處理后，篩選到7,877個差異表達的unigenes，其中4,845個unigenes上調表達，3,032個unigenes下調表達；而經(jīng)過硫處理后，有2,313個unigenes差異表達，其中1,028個上調表達、1,285個下調表達。隨機選擇18個差異表達的unigenes進行qRT-PCR分析，檢測結果與RNA-Seq一致。通過不同處理的轉錄組間比較，獲取了大量硒響應相關基因及代謝通路信息。結果表明，半胱氨酸和甲硫氨酸

4、代謝、谷胱甘肽代謝、硫代謝等代謝途徑與茶樹硒響應密切相關，其中， ATPS1/3、APR、SAT、GS、CS等部分代謝途徑關鍵基因均上調表達。
　　3.在獲得的差異表達基因中，鑒別出5個無機鹽轉運相關基因，包括2個硫轉運蛋白基因( SULTR1.3和SULTR3.5)，1個鉬酸鹽轉運蛋白基因(MoT1)和2個磷酸鹽轉運蛋白基因(PiT)，除MoT1下調表達外在硒處理后上調表達，揭示了它們可能與茶樹硒吸收轉運相關。同時獲得16個顯著

5、差異表達的ABC轉運蛋白基因，包含4個ABCB亞家族成員、4個ABCC亞家族成員、5個ABCG亞家族成員、2個ABCA及1個ABCF亞家族成員，推測ABC轉運蛋白可能參與茶樹體內(nèi)硒化物的轉運。
　　4.克隆到茶樹CsSULTR3.5 cDNA序列2017 bp(GenBank登錄號KP984500)，包含完整的開放閱讀框(ORF)1914 bp，編碼637個氨基酸。生物信息學分析顯示，CsSULTR3.5編碼的蛋白分子量為70.3