《茶樹中ERF類轉錄因子對兒茶素合成調控的機理研究》是莊靜為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：茶樹中ERF類轉錄因子對兒茶素合成調控的機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：莊靜
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
茶樹是多年生木本植物，有很高的經濟價值。兒茶素是茶葉的重要成分，具有多種保健功能。兒茶素主要在茶樹葉片中合成和積累，不同茶樹中兒茶素含量相差很大，兒茶素與茶葉品質密切相關。ERF類轉錄因子廣泛參與植物生長發育的各個過程，也參與苯丙氨酸途徑的代謝調控。目前ERF類轉錄因子調控茶樹中兒茶素合成的機制還不清楚。項目在前期研究基礎上開展ERF類轉錄因子對茶樹兒茶素生物合成調控的機理研究。通過兒茶素測定、基因表達、酵母單雜交、轉錄組和蛋白質組學、植物轉基因來研究茶樹ERF類轉錄因子與兒茶素合成的關係。著重研究:茶樹中兒茶素生物合成的時空差異;兒茶素合成相關基因的表達差異;茶樹中ERF類轉錄因子基因表達差異; ERF類轉錄因子與兒茶素合成基因上游序列結合能力;轉基因擬南芥和菸草驗證茶樹兒茶素合成和ERF調控關鍵基因的功能。項目有基礎，有新意，深入研究茶樹兒茶素合成調控機制，為茶樹品質改良提供科學依據。
結題摘要
項目主要開展AP2/ERF家族轉錄因子對茶樹兒茶素生物合成及類黃酮代謝途徑調控的機理研究。通過兒茶素測定、基因表達、酵母單雜交、轉錄組和蛋白質組學、植物轉基因等研究茶樹AP2/ERF家族轉錄因子與兒茶素合成及類黃酮代謝途徑的關係。檢測分析了茶樹中兒茶素生物合成的時空差異；兒茶素合成相關基因的表達差異；茶樹中ERF類轉錄因子基因表達差異；酵母單雜交和轉基因擬南芥和菸草驗證茶樹相關基因的功能。利用反相高效液相色譜對茶樹中C、GC、EC和EGC的含量進行了檢測。通過比較兒茶素組分比例和基因表達譜，發現三種關鍵酶基因（ANR、ANS和LAR）的表達可能影響了兒茶素在不同茶樹品種間含量的差異。利用基因全合成的方法合成了上述三個基因，構建了三價植物表達載體，開展了擬南芥和菸草轉基因研究。以茶樹轉錄組和基因組數據為基礎，鑑定出89個具有完整AP2結構域的茶樹AP2/ERF轉錄因子，將其分為AP2、DREB、ERF、RAV和Soloist五個亞族。茶樹中的CsAP2/ERF基因表達水平穩定。克隆了多個AP2/ERF家族轉錄因子基因，開展了CsERF12轉基因擬南芥功能研究。分析了4個bHLH轉錄因子與兒茶素代謝的關係，對轉錄因子表達水平和兒茶素含量進行相關分析。利用iTRAQ技術，從茶樹鑑定得到863個差異表達蛋白（DEPs），生物學功能以及蛋白-蛋白互作網路在不同的樣本中呈現動態的變化過程。DEPs在萎凋過程中可能通過初級和次級代謝的調控影響了茶葉的顏色、滋味和香氣。開展了相關差異蛋白與兒茶素代謝的相關性分析。開展茶樹類黃酮代謝途徑結構基因和調控基因對類黃酮代謝途徑中的兒茶素和花青素合成調控研究。克隆茶樹F3’H1基因和CsMYB2，茶樹 ‘龍井43’和‘紫鵑’結構基因表達量和兒茶素、花青素含量進行關聯分析，通過轉基因研究推測在茶樹類黃酮代謝途徑起著重要的作用。項目有利於闡明茶樹兒茶素合成和調控的機理，進一步解析轉錄因子對茶樹兒茶素合成調控的分子機制，還有利於推動茶葉品質育種進程。項目取得的研究結果，為進一步開展茶樹次生代謝相關分子生物學研究和育種工作提供了較好的基礎。
