茶樹MEP途徑中HDS與HDR基因的cDNA全長克隆、功能分析與表達(dá)特征研究.pdf

1、萜類化合物(Terpenoids)是一類由異戊二烯為基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建的化合物,是茶樹次生代謝物的重要的組成部分,在茶樹間接防御中起到相當(dāng)重要的作用。而4-羥基-2-甲基-2-E-丁烯基-4-焦磷酸合酶(HDS)、4-羥基-2-甲基-2-E-丁烯基-4-焦磷酸還原酶(HDR)參與萜類物質(zhì)代謝上游途徑之一的MEP途徑中最后兩步反應(yīng),且HDR還是MEP途徑的關(guān)鍵限速酶之一,然而茶樹體內(nèi)HDS、HDR基因信息及其相關(guān)功能至今未見報(bào)道。本論文主要

2、對茶樹葉片中的HDS、HDR基因進(jìn)行了cDNA全長克隆、功能分析及其在不同組織器官與逆境下表達(dá)特征的研究。主要結(jié)果如下:
　　1.課題組前期構(gòu)建了茶樹被茶尺蠖取食誘導(dǎo)前后的cDNA消減雜交文庫(SSH),并分離得到2條分別與HDS、HDR基因同源性很高的EST序列,基于此,利用RACE技術(shù)分別獲得了各自的全長cDNA序列,分別命名為CsHDS和CsHDR。CsHDS的cDNA全長為2603bp,開放閱讀框2226bp,編碼741個

3、氨基酸;CsHDR的全長1716bp,開放閱讀框1380bp,編碼459個氨基酸,并將上述兩個基因的序列遞交到GenBank,登錄號分別為JQ014629與JQ014628。
　　2.生物信息學(xué)分析表明,CsHDS含有2個保守的GcpE功能域與3個半胱氨酸殘基活性位點(diǎn);CsHDR包含1個保守的LYTB功能域與4個保守的半胱氨酸殘基活性位點(diǎn);兩者均含一段葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽。
　　3.組織特異性表達(dá)分析表明,CsHDS在成熟葉中表達(dá)量

4、最高,是芽的3.09倍,而CsHDR在成熟葉、花瓣與根中的表達(dá)量均很高,是芽的2.24-2.56倍,但是兩個基因表達(dá)量均在嫩莖中最低,分別是芽的0.62與0.57倍。
　　4.茶樹被茶尺蠖取食后,CsHDS與CsHDR的表達(dá)量均有顯著上調(diào)且上調(diào)趨勢一致,均在茶尺蠖取食后24h表達(dá)量上調(diào)至最高值,分別為對照的10.31倍與7.13倍,但在取食后48h時,其表達(dá)量均降至與對照相當(dāng);茶樹葉片受機(jī)械損傷處理后,二者的表達(dá)量皆被誘導(dǎo)上調(diào),但

5、上調(diào)幅度明顯低于被茶尺蠖取食處理后的誘導(dǎo)表達(dá)量;經(jīng)5倍稀釋的茶尺蠖口腔分泌液處理后發(fā)現(xiàn),兩個基因的表達(dá)量均在處理后6h顯著上調(diào),分別為對照的2.01倍與3.46倍。
　　5.經(jīng)茉莉酸甲酯(MeJA)處理后6h,CsHDS表達(dá)量上調(diào)到對照的2.31倍,之后降至與對照的表達(dá)水平相當(dāng),而CsHDR則在處理后6和24h表達(dá)量明顯高于對照;經(jīng)水楊酸(SA)處理后12h,CsHDS與CsHDR的表達(dá)量均被誘導(dǎo)上調(diào),分別是對照的1.92與1.7