茶树酚类物质的生物合成及关联合成酶基因的差异表达

论文摘要

茶树酚类物质的生物合成途径及其代谢调节是一个复杂的网络系统。茶树组织中酚类物质的含量受到各种内部和外界因子的影响，具有发育、组织器官和诱导特异性。本文分别以不同发育阶段、不同组织器官、不同光照处理下的茶树组织为材料，开展了酚类物质的合成和相关基因表达差异研究。主要结果如下：1．研究了酚类物质生物合成与积累的发育特异性。结果表明：叶片中儿茶素总量随幼苗的发育而逐渐减少，且六种儿茶素都能检测到，其中EGCG在儿茶素总量中占的比重最高，C比重最低；茎中儿茶素总量变化趋势及种类与叶片中基本一致；根中儿茶素含量极低，且种类很少。叶片中只有F3’5’H和DFR基因表达规律与儿茶素变化趋势基本一致。伴随着酯型儿茶素的消失，根中CHI和F3’5’H基因表达量急剧下降；PAL、C4H基因表达与儿茶素积累的关系不密切。2．酚类物质生物合成与积累具有器官组织特异性。结果表明：茶树幼苗叶片中儿茶素总量最高且种类丰富，茎中含量呈现下降趋势，但种类没有减少，而根中只含有极少量的非酯型儿茶素；叶片中原花青素含量最少，茎中最多。在茶树植株不同器官中，酚类物质合成的相关基因表达差异明显，且趋势不同，与儿茶素含量变化趋势一致的只有CHS、CHI、 F3’5’H基因。茶树植株的叶、茎、根中儿茶素总量分别是愈伤组织的1604.41、143.98和6.03倍；原花青素含量分别是愈伤组织的0.31、1.38和0.98倍。与叶片相比，愈伤组织中的基因表达均显著下降。3．研究了酚类物质生物合成与积累的光照诱导特异性，结果表明：遮荫处理对茶树酚类物质中黄酮醇、原花青素的合成积累有较大影响，比对照分别下降了61.5％和53.3％；但对儿茶素和木质素总量的影响相对较小，分别下降16.7％和9.3％。遮荫处理对PAL、CHS、CHI、F3H、F3’H、DFR、LAR、ANS、ANR和UFGT基因的表达也表现出不同程度的抑制作用，其中对CHI、F3H、UFGT和F3’H基因影响较大，对F3’5’H影响最小。光处理后的愈伤组织中儿茶素、原花青素、木质素的含量分别是暗处理的2.50、1.74和3.46倍。光照处理后PAL、C4H、CHS、CHI、F3H、F3’H、F3’5’H、DFR、LAR、ANS、ANR、UFGT基因的表达量分别是黑暗处理的0.81、0.28、0.78、1.01、1.05、1.22、1.54、1.19、0.64、1.39、0.81、3.45倍。4．从转录组中挑出基因PAL109363片段进行克隆，得到一条2300bp左右的片段，与NCBI登录的PAL（AY694188.1）基因的核苷酸序列比对有明显差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 酚类物质与茶叶品质
• 1.2 酚类物质合成途径及相关基因
• 1.2.1 黄酮的合成
• 1.2.2 黄酮醇及黄酮醇苷的合成
• 1.2.3 花青素及花青素苷的合成
• 1.2.4 儿茶素的合成
• 1.3 酚类物质合成积累的发育、组织器官及诱导特异性
• 1.3.1 酚类物质合成积累的发育特异性研究
• 1.3.2 酚类物质合成积累的组织器官特异性研究
• 1.3.3 酚类物质合成积累的光照诱导特异性研究
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 材料
• 3.2 试剂和仪器
• 3.3 茶树新梢酚类物质的提取及含量检测
• 3.3.1 儿茶素、酚酸、原花青素和黄酮醇类提取及检测方法
• 3.3.2 原花青素提取及检测方法
• 3.3.3 木质素提取及检测方法
• 3.4 茶树新梢酚类物质合成基因表达的测定
• 3.5 PAL基因全长克隆
• 3.5.1 PAL基因 3’端片段的分离克隆
• 3.5.2 目的条带的回收
• 3.5.3 目的条带的克隆
• 4 结果与分析
• 4.1 茶树酚类物质合成积累的发育特异性研究
• 4.1.1 RNA样品质量检测
• 4.1.2 内参基因的选择
• 4.1.3 茶树幼苗发育的形态变化
• 4.1.4 茶苗不同发育阶段酚类物质检测
• 4.1.5 茶苗不同发育阶段酚类物质合成相关基因表达的△Ct值
• 4.1.6 茶苗不同发育阶段酚类物质合成相关基因的相对表达差异
• 4.2 茶树酚类物质合成积累的器官组织特异性研究
• 4.2.1 茶树幼苗不同器官酚类物质合成积累的特异性研究
• 4.2.2 茶树愈伤组织和叶片之间酚类合成物质积累差异研究
• 4.3 光照诱导对茶树酚类物质合成积累的影响
• 4.3.1 遮阴处理对茶树新梢酚类物质合成及相关基因表达的影响
• 4.3.2 光照对茶树愈伤组织酚类物质积累的影响
• 4.4 PAL基因全长cDNA的 3’RACE扩增和序列分析
• 5 讨论
• 5.1 茶树酚类物质合成积累的发育特异性研究
• 5.2 茶树酚类物质合成积累的组织器官特异性研究
• 5.3 光照诱导酚类物质合成的机理
• 6 结论
• 参考文献
• 附录及缩略词
• 致谢
• 作者简介