茶树PSY基因的比较基因组学及在黄化种中的表达

作者：林馨颖; 杨如兴; 王鹏杰; 陈雪津; 郭永春; 高婷; 叶乃兴^*

来源：福建农林大学学报（自然科学版）, 2022, 51(02): 155-161.

DOI：10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2022.02.002

• 茶树
• PSY基因
• 黄化
• 比较基因组学

八氢番茄红素合成酶(PSY)是类胡萝卜素合成途径上的第一个限速酶，本研究旨在探索PSY基因的序列特征及其在黄化茶树新梢中的表达模式.在茶树品种‘黄棪’基因组中鉴定到3个PSY基因，分别命名为CsPSY1、CsPSY2、CsPSY3;从‘铁观音’基因组中鉴定到2个PSY基因，分别命名为TGY-PSY1、TGY-PSY2;从‘舒茶早’基因组中鉴定到4个PSY基因，分别命名为CSS-PSY1、CSS-PSY2、CSS-PSY3、CSS-PSY4.利用生物信息学和实时荧光定量PCR技术对其进行分析，结果表明，茶树PSY基因编码的蛋白序列长度为645～1 506 bp,氨基酸个数为214～501,其中，CsPSY1、TGY-PSY1和CSS-PSY1编码的蛋白序列长度均为1 269 bp,氨基酸个数均为422.亚细胞定位预测结果显示，CsPSY3和CSS-PSY2分别定位于细胞膜和线粒体上，其他茶树PSY基因均定位在叶绿体上.CsPSY1、CsPSY2和CsPSY3编码的蛋白分别有2、1、0个无序化区域以及41、27、19个磷酸化位点.无规则卷曲和α-螺旋是PSY蛋白的主要组成部分.CsPSY1编码的蛋白与柿子、木瓜、葡萄等具有较高的同源性.启动子区域分析结果显示，茶树PSY基因存在大量与植物光响应、生长作用、激素、胁迫等响应相关的顺式作用元件.实时荧光定量PCR检测结果显示：PSY基因在‘黄金芽’中有较高的表达量；CsPSY1在福黄1号中的表达量较高，是‘福安大白茶’的37.56倍；CsPSY2在福黄2号中的表达量较高，是‘福云6号’的141.43倍.研究表明，PSY基因在茶树黄化种中的表达量显著上调，推测PSY基因可能是茶树黄化种中类胡萝卜素合成的重要调控因子.

• 单位
  福建省农业科学院; 福建农林大学