茶树GRF转录因子的比较基因组学和杂种优势

摘要

生长调控因子（growth-regulation factor,GRF）是植物在调控生长发育中起重要作用的一类转录因子.利用生物信息学的方法，在铁观音、黄棪和舒茶早3个茶树基因组进行GRF基因家族的比较基因组分析，分别鉴定获得15、16和14个CsGRF基因家族成员，均具有完整的QLQ和WRC特征结构域.基于系统进化关系可将CsGRF分为6组，同一分组的基因结构与蛋白保守基序相似. CsGRF启动子上存在大量与光响应、激素响应与胁迫响应相关的顺式作用元件.不同组织转录组数据分析表明，CsGRF在茶树的幼嫩芽叶中表达量高，成熟叶和根中表达量低甚至不表达.荧光定量结果发现，铁观音CsGRF表达量明显低于黄棪的表达量；人工杂交F1代品种间CsGRF表达量存在差异，金观音CsGRF的表达量整体上稍高于母本铁观音，但不显著；黄观音CsGRF3、CsGRF7、CsGRF10、CsGRF12的表达量显著高于母本铁观音，CsGRF2、CsGRF5、CsGRF6、CsGRF14呈现超高亲表达，且CsGRF2达到显著水平；金牡丹CsGRF3和CsGRF5的表达量显著高于母本；紫玫瑰CsGRF的表达量除CsGRF6外均高于铁观音，CsGRF1、CsGRF2、CsGRF4、CsGRF5、CsGRF9和CsGRF14呈现超高亲表达，且除了CsGRF9外均达到显著水平.本研究推测部分CsGRF在杂交子代中的优势表达可能与茶树生长势杂种优势的形成有关.（图7表2参34）