茶树TPS基因家族的鉴定及表达

摘要

铁观音是高香茶树品种的选育亲本骨干,具有品种独特的“观音韵”,其鲜叶加工成乌龙茶,香气馥郁持久;萜类合成酶(TPS)是茶树萜类化合物合成过程中的关键酶,在茶叶香气的形成中起到关键作用.为探究茶树TPS基因家族的潜在功能,利用生物信息学方法及荧光定量PCR技术,对茶树TPS基因家族进行鉴定及表达分析.生物信息学分析结果表明,从茶树铁观音基因组中鉴定出48条TPS基因,分别命名为CsTPS1-CsTPS48,均含有N末端结构域和C端金属离子结合结构域.系统进化树显示,CsTPS基因家族分为5个亚家族,为TPS-a、TPS-b、TPS-g、TPS-c和TPS-e/f.相同亚家族的CsTPS基因外显子—内含子数目基本一致.上游启动子区域分析发现大量与植物发育、激素和胁迫响应相关的顺式作用元件.转录组数据分析表明,CsTPS基因在茶树特定发育时期发挥重要作用.荧光定量检测发现,CsTPS3、CsTPS23、CsTPS25、CsTPS29和CsTPS30在MeJA处理下的表达量显著上调;CsTPS3在GA处理下的表达量显著上调;CsTPS29和CsTPS30在低温和干旱处理下表达量显著上升.本研究表明CsTPS基因在茶叶香气的形成中发挥重要作用,并且与茶树生长发育、激素和胁迫响应紧密相关;该结果可为进一步探究茶树TPS基因家族的功能及在茶叶香气形成中的作用提供参考.(图10表3参31)