茶树胆碱单加氧酶CsCMO的克隆及甜菜碱合成关键基因的表达分析

• 作者: 岳川 曹红利 杨亚军 王新超 郝心愿
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 茶树 甜菜碱(GB) 胆碱单加氧酶(CMO) 实时荧光定量PCR 非生物胁迫
• 年，卷（期）: 2013,（15）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 3087-3096
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.002

摘要

[目的]从茶树中克隆甜菜碱(GB)合成途径中的关键酶——胆碱单加氧酶CsCMO,研究不同逆境胁迫和不同抗寒茶树品种间GB合成中关键基因的表达模式,并分析茶树体内GB的含量,为茶树抗性育种奠定基础.[方法]采用反转录PCR结合RACE技术,从茶树中克隆CsCMO的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析,结合前期克隆得到的茶树甜菜碱醛脱氢酶CsBADH,用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法分析这2个基因的表达模式,紫外分光光度计测定GB含量.[结果]克隆得到茶树CsCMO(GenBank登录号:JX050146)的cDNA全长1558 bp,包含1305 bp的完整开放阅读框(ORF),编码434个氨基酸,并被定位在叶绿体上.氨基酸序列分析表明,CsCMO含有CMO中保守的Rieske型2Fe-2S结构域和单分子非血红素Fe结合位点,与其它植物CMO序列相似性在50％以上;进化树分析显示,它与枸杞的关系最近.qRT-PCR分析表明,4℃低温、NaCl盐和ABA处理均能诱导CsCMO和CsBADH表达,96 h内随着处理时间的增加,表达量呈增加趋势,但2个基因的表达模式有差异,盐胁迫诱导基因表达更显著;在不同抗寒品种中,2个基因的表达在抗性强的品种中表达量总体要高于抗性弱的品种,且CsBADH的变化比CsCMO的显著.3种胁迫处理48 h后,叶片中的GB含量均增加;低温处理后抗寒性强的品种中GB含量比抗寒性弱的高.[结论]克隆了茶树CsCMO,在低温、NaCl盐以及ABA处理下,GB积累,CsBADH和CsCMO上调表达,且盐胁迫下的表达更明显,表明GB与茶树抵御这3种胁迫关系密切.