茶樹次生代謝途徑基因在不同組織部位的表達調控研究取得重要進展
類黃酮、咖啡堿和茶氨酸是茶樹中重要的次生代謝產物，這些代謝產物在茶樹的不同組織部位和發育時期含量差異顯著，對茶葉色、香、味的形成和保健功能的發揮具有重要作用。
近日，我所茶樹種質資源創新團隊對這些關鍵代謝產物的合成基因在茶樹不同組織部位的表達和調控模式的研究取得重要進展。通過對茶樹的13個不同組織部位進行轉錄組測序，得到了34.7萬條特異的茶樹基因序列。序列比較發現，不同組織部位表達的基因數目差異顯著，其中幼嫩組織，例如芽和嫩葉中表達數目較多；而隨著茶樹的生長發育，較老的組織，例如老葉、根和花中基因的表達數目較少。雖然不同組織部位中基因表達的數目不同，但是基因在不同組織部位的表達水平差異較小。在得到的轉錄組數據庫中，找到了1719個基因參與次生代謝產物的合成，其中206個基因參與類黃酮、咖啡因和茶氨酸的合成。對這些基因在不同組織部位的表達模式進行分析，發現某些基因的表達具有組織部位特異性。通過功能注釋和次生代謝途徑基因在不同組織部位表達的關聯分析，找到了339個可能調控類黃酮、咖啡因和茶氨酸合成途徑基因的轉錄因子。此外，某些轉錄因子還可能參與調控多條代謝途徑。
該研究獲得的基因數據及基因表達模式結果為新基因的挖掘和功能分析奠定了基礎。研究結果在《BMC基因組學》(DOI：10.1371/journal.pone.0128798)上發表。該研究得到了國家自然科學基金、現代農業產業技術體系、中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。
圖1：茶樹的13個組織部位
圖2：調控類黃酮、咖啡堿和茶氨酸合成的轉錄因子
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