山茶C功能基因CjPLE的克隆及在重瓣品种中的表达模式分析

经典ABC模型中的C功能基因是决定花内轮雄蕊和雌蕊器官的重要因子,也是花分生组织终止分化的调控基因。以野生"红山茶"(Camellia japonica)为材料,克隆了C功能基因CjPLE(MF278983),其c DNA全长为901 bp,开放阅读框780 bp;染色体步移实验表明其基因结构中含有两个内含子;系统进化树分析发现它与番茄TAG1和金鱼草PLE等基因组成PLE亚类。荧光定量PCR的结果显示,该基因在野生"红山茶"的心皮中有很高的表达量;在牡丹型重瓣的品种"红露珍"和"状元红"中,雄蕊中的表达量最高,而在"绒球"的内轮花瓣和雄蕊中都有较高的表达量。以上结果表明Cj PLE是山茶属C功能基因PLE分支点同源基因,并可能在调控重瓣花的花器官属性决定形成中发挥作用。     

红叶山茶品种花青素苷相关基因表达水平及代谢产物分析

[目的]通过对花青素苷相关合成基因的表达水平和代谢产物的分析,系统地阐明‘金华美女’叶色变异与基因表达的关系。[方法]以‘金华美女’为材料,‘贝拉大玫瑰’、杜鹃红山茶和红山茶为参照组,使用NCBI Primer Designing Tool设计山茶DFR、ANS、LAR、ANR和UFGT基因的荧光定量引物,使用实时荧光定量PCR仪测定这5个基因在叶片4个发育时期的表达量;采用高效液相色谱仪测定对应时期的多酚合成途径的主要次生代谢产物(儿茶素、表儿茶素),以及花青素苷合成途径的主要代谢产物矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量。[结果]表明:(1)在4个时期中,红叶品种叶片中DFR基因表达量与对照组差异不显著,ANS、LAR、ANR和UFGT基因在4个时期的表达量与对照组存在显著差异,这说明‘金华美女’类黄酮代谢途径相关基因在表达水平上发生了改变;(2)‘金华美女’叶片中多酚含量明显低于对照组,其中,表儿茶素含量仅为0.04 0.21 mg·g-1,这说明在生理水平上,‘金华美女’叶片中多酚合成途径可能受阻;(3)‘金华美女’叶片中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷含量达1.2 1.4 mg·g-1,4个生长阶段均显著高于对照组,这说明‘金华美女’叶片具备持续合成花青素苷的能力。[结论]根据试验结果,推断‘金华美女’叶色变异的主要原因可能是由于花青素还原酶基因的表达水平受到了抑制,降低了矢车菊素催化成表儿茶素的效率,使叶片类黄酮代谢途径中以多酚为主的合成方向转向花青素苷合成方向。