茶树萜类代谢上游基因表达代谢前体调控和茶树转基因系初探

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1、安徽农业大学硕士学位论文茶树萜类代谢上游基因表达的代谢前体调控和茶树转基因系初探姓名：项威申请学位级别：硕士专业：食品科学指导教师：徐燕；魏书201206摘要茶，因其健康功能和宜人的香气，普受国内外消费者的欢迎。茶树挥发性萜类物质是茶叶香气的重要组成成分，也是决定茶叶品质与风味的重要因素。茶树萜类代谢机理和进一步的调控，需要借助转基因技术手段。目前，茶树转基因技术尚不成熟，难以获得转基因茶树。本实验通过生物信息学技术，从已获得的茶树基因序列中，找到了部分茶树萜类代谢上游基因，并通过代谢前体的饲喂，研究了代谢产物对这些基因表达的调控，旨在探明茶树内源萜类代谢上游途

2、径中的关键酶和关键步骤。此外，本研究利用根癌农杆菌介导茶树愈伤组织进行转化，试图建立起茶树转基因体系。主要研究结果如下：1．通过对茶树转录组和基因组部分测序结果的比对分析，鉴别出MVA和MEP途径中主要的基因组分(AACT，HMGS，HMGR；DXR，CMK，HDS；IDI，FPPS)，并根据已知植物萜类前体的代谢途径，推测出茶树中IPP，DMAPP，单萜生物合成可能的代谢途径。通过对茶树愈伤组织及叶圆片液体培养时外源前体的饲喂，定量分析此代谢途径中不同基因的表达水平。结果表明：在饲喂前体Acetyl．CoA后，o嬲S和。皿饿豫基因的表达量最高分别达到3和2．5

3、倍；在饲喂前体DXP后，on被、西C^钺’、o且D．法因的表达量最高分别达到1．7、2．3和1．5倍，从而，证实D捌崛S、D删GR、on搬是的表达明显受到代谢前体的促进。o脚西劂基因在前体DxP、IPP和DMAPP饲喂后表达量都提升2倍左右，说明＆脚oFP船基因的表达明显受到直接代谢前体IPP的促进，同时在茶树MVA和MEP途径中，生成中间产物IPP的主要途径是MEP途径。2．利用农抗早茶树【C臼加P刀肠s切P船括(L．)O．Kulltze】品种的叶片进行培养，诱导形成愈伤组织。选择生长旺盛、致密的愈伤组织块与菌株为EHAl05的根癌农杆菌进行共培养，利用潮霉素

4、(Hygromycin)进行抗性筛选，通过GUS染色及PCR的验证，证明试验获得部分转基因愈伤组织，在添加100岫ol／L的乙酰丁香酮(AS)处理后的转化率大约在12．5％左右，存在转化率较低的问题。同时实验结果证明，AS的加入可以有效的提高农杆菌的转化效率，而负压的增加却不能提高转化率。上述结果对于揭示茶树挥发性萜醇类物质合成及基因调控技术，增进成茶的香气品质，具有重要理论意义和应用价值。关键诟】：茶树转基因萜类代谢定量分析基因表达AbstractTea(C口mP盯砌s加P，2s括)ispopularathomea11dabmadforitsheal廿ly丘m

5、ctionandthepleasantsmell．、，olatilete叩erloidcompoundsareoneofthemostimpommtchemicaldeteminamsfort11equalit)，andnavorofprocessedteas．Te印enoidsmetabolicmedIallismand鼬erregulationofthemeta_bolicp砒waysinC-s砌P凇西needtoleanlbydifIferentgeneengineering印proaches，includinggenetrallsf-omation．At

6、present，foreigIlgeneintroductionintoteaplantsisnotfeasible．h1thisstudy，sequencingdataofmegenomeaIldtranscriptomeinCs加e刀J括、Ⅳereusedtoidemi每t11egenecomponentsintlleeadystagesofbiosyITdleticpamwayforte印enoidproductioninCsf，2P瑚括．Furtllemlore，feedingexperimentswitllprecursormetabolitestoc

7、allusand1eafdiscclllturesinCsf玎P，2s括wereconductedforidenti母ingt11egeneswhoseexpressionismediatedbytheprecursormetabolites．MoreoVer，teacalliweregeneratedforagrobacteri眦1-mediatedgenet姗sfoHllation．Thefollow吨resultswereobt血ed：1．Intllisstudy，seVengenesintlleupstreamte印eonoidpa吐1wayleadin

8、gtotllebiosy