基于高通量测序筛选‘紫娟’花青素合成相关的miRNA

为筛选调控紫娟茶树花青素合成相关miRNA,以茶树品种紫娟(ZJ)、云抗10号(YK)和福鼎大白茶(FD)为材料,构建了miRNA文库。鉴定出46种已知的miRNAs和67种新的miRNAs,预测到具有注释的靶基因765个。通过差异表达分析,筛选出在ZJ与YK、ZJ与FD共有差异表达的miRNA24个。通过对24个差异表达miRNA的靶基因分析,筛选出可能参与调控花青素合成的miRNA 4个,包括miR828a、miR845c、novel_14和novel_87,其预测的靶基因包括转录因子基因MYB4、MYB23、MYB26、MYB82、bHLH74以及4-香豆酰辅酶A链接酶(4CL)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)和UDP-葡萄糖黄酮3-O-葡糖基转移酶(UFGT)等基因。利用RT-PCR分析8个差异表达的miRNA,其结果与转录组分析一致。本研究结果为进一步开展茶树花青素生物合成的调控机制研究奠定基础。     

茶树叶片响应茶饼病侵染的转录组分析

采用高通量测序技术对被茶饼病病菌侵染的茶树叶片进行转录组测序,筛选得到差异基因359个,其中248个上调表达,111个下调表达。差异基因中有216个获得GO（Gene ontology）数据库功能注释,主要涉及到生物合成过程、催化活性、细胞过程等诸多生理生化过程;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库富集分析发现,共有106个基因被注释到47个代谢通路中,其中,单萜生物合成、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、氮代谢、双萜生物合成、植物病原互作等通路显著富集。有32个差异基因被鉴定为转录因子,分布在16个转录因子家族中。利用实时荧光定量PCR（Real time quantitative PCR,qRT-PCR）验证了随机挑选的差异基因在感病叶片和未感病叶片中的相对表达量,与转录组测序结果的变化趋势一致。结果表明,茶树响应病原菌侵染是一个复杂的过程,大量基因被诱导或抑制表达,与抗病相关的转录因子被大量激活且上调表达。本研究为深入挖掘茶树抗病基因及进一步研究抗病分子机制提供了理论依据。     

基于荧光标记的紫娟茶树转录组EST-SSR标记开发

为开发紫娟茶树转录组EST-SSR标记,基于前期对紫娟茶树芽、第2叶、开面叶、成熟叶转录组高通量测序所得到的242 757条Unigene进行多态性分析与评价,再利用荧光标记PCR技术,规模化开发茶树EST-SSR标记。结果表明:从紫娟茶树转录组中搜索得到46 041条Unigene含有57 976个SSR位点,出现频率为23.88%。EST-SSR类型以一核苷酸、二核苷酸、三核苷酸重复为主,占总SSR的98.54%。设计合成138对荧光SSR引物,采用荧光标记PCR技术对4个差异较大的茶树品种进行引物筛选,其中44对引物得到高质量的EST-SSR标记位点。这些EST-SSR可用于茶树遗传多样性分析、分子育种等。     

雌蕊缺失茶树的农艺性状与品质特征初步分析

对保存于国家种质大叶茶树资源圃中罕见的雌蕊缺失茶树(Camellia sinensis)单株进行了形态特征、抗逆性、营养芽物候期、农艺性状和制茶品质、内含成分等的观测和鉴定。结果表明,其具备无雌蕊(无花柱、无子房)、不结实、制绿茶品质好(92分);水浸出物(52.65%)和茶多酚(41.89%)含量高等特征。这份特异茶树种质的发现为今后利用缺失茶树资源奠定了基础。     

凤庆茶黄蓟马发生规律及农药防控技术

为摸清凤庆茶黄蓟马的发生规律,开展科学农药防控研究.通过对凤庆茶黄蓟马发生规律进行全年动态监测,采用4种绿色防控处理对茶园蓟马防控效果展开研究.结果表明,凤庆茶园蓟马自6月中旬起,全年均处于较高水平,共有4个高峰期,分别为6月16日、7月22日、8月6日、9月25日,综合3次用药的防控效果以及经济效益分析,推荐最佳防控处理为处理4,即修剪+石硫合剂封园+LED灯+第1次生物农药(茶蝉净550倍液)+第2次生物农药(茶蝉净550倍液)+第3次化学农药(24％虫螨腈1500倍液).在该处理的防控下,3次用药校正防效最高分别可达55.25％、73.40％、59.72％,药后平均校正防效比常规防治分别增加39.25、65.67、82.64百分点.产值比常规增加2100元/hm2,产投比为17.39.     

66份云南茶树种质生化成分的分析及特异种质筛选

【目的】鉴定云南茶树种质资源,分析其儿茶素和嘌呤生物碱的多样性,筛选出高儿茶素指数（Catechin index,CI）、高苦茶碱等特异茶树种质资源,为茶树品种选育和特异产品开发提供科学依据。【方法】通过高效液相色谱（HPLC）检测云南66份代表性茶树种质的儿茶素[没食子儿茶素（GC）、表没食子儿茶素（EGC）、儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）]和嘌呤生物碱（咖啡碱、可可碱和苦茶碱）等主要品质和功能性成分;利用统计软件分析其遗传多样性（香农多样性指数,H'）,并对其进行主成分分析和聚类分析;最后筛选出高CI、高苦茶碱的种质。【结果】66份云南茶树种质的GC、EGC、C、EC、EGCG、GCG、ECG、咖啡碱和可可碱等成分存在丰富的遗传多样性和变异性,其中,H'除EC、ECG外均大于1.80,EGCG的H'最高（2.06）;C（66.07%）具有最大的变异系数,可可碱的变异系数（15.68%）最小。通过主成分分析,发现前5个主成分的累计方差贡献率达83.37%,包含所有性状的大部分信息。基于14个生化成分,可以将66份茶树种质分为4个类群,不同类群在CI、可可碱、咖啡碱、儿茶素总量等主要指标有明显差异。综合分析结果,筛选到13份CI > 0.60的茶树种质,其中有4份大于0.90（2份大于1.00）;另外,还鉴定到4份（其中有3份还具有低咖啡碱性状）高苦茶碱茶树种质。【结论】云南省茶树资源的儿茶素和嘌呤生物碱多样性丰富,变异系数大,具有丰富的遗传多样性;筛选到高CI、高苦茶碱、低咖啡碱等特异种质17份。     

保护品种云茶1号茶树全长转录组测序分析

为探讨云茶1号茶树品种优异性状的遗传基础,采用Pac Bio平台进行全长转录组测序,最终获得Polished consensus序列213 389个,预测到CDS有223 120个,检测到195 062个SSR位点。在NR数据库有170 264个同源序列比对到980个物种;有103 124个在KOG数据库得到注释,根据其功能各分为26类;有65 524个得到GO注释分为细胞组分、分子功能及生物学过程等三大类的55个功能组;根据KEGG数据库,105 972个得到了注释,涉及到216个代谢途径分支,包括茶叶品质、活性物质代谢以及抗逆等相关基因等;还预测到隶属于60个转录因子家族的转录因子有5 785个。这些结果为进一步开展云茶1号茶树特异性状基因的标记性引物开发、遗传研究以及品质形成和抗逆机制研究奠定了基础。     

茶树ZF-HD转录因子基因家族的鉴定及表达分析

【目的】搜索鉴定茶树ZF-HD（Zinc finger homeodomain）转录因子基因家族成员,并对其进行生物信息学分析及在不同组织及非生物胁迫和激素处理下的表达模式,为茶树ZF-HD基因家族的功能研究及茶树遗传性状改良提供理论依据。【方法】通过隐马尔可夫模型预测和序列比对从茶树基因组中筛选鉴定出茶树ZF-HD基因家族成员,利用在线生物信息学分析软件对其基因结构、启动子元件,以及编码蛋白的理化性质、氨基酸序列、结构特征、进化关系等进行预测分析,并基于转录组测序（RNA-Seq）数据分析其在不同组织及在干旱胁迫、盐胁迫和茉莉酸甲酯（MeJA）处理下的表达模式。【结果】从茶树基因组中鉴定出17个ZF-HD基因家族成员（CsZHD1~CsZHD17）,其编码区（CDS）序列长度为369~2187 bp,编码122~728个氨基酸残基,蛋白分子量13.51~80.42 kD,理论等电点为6.09~9.19,均属于亲水性不稳定蛋白,蛋白二级结构均由β-转角、延伸链、α-螺旋和无规则卷曲构成。除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD7蛋白定位于细胞质,CsZHD9蛋白定位于细胞外,其他13个蛋白均定位于细胞核。仅CsZHD2、CsZHD7、CsZHD9、CsZHD10和CsZHD12基因含外显子和内含子,其他12个CsZHDs基因均无内含子。除CsZHD7蛋白具有2个ZF-HD_dimer结构域外,其他16个蛋白均具有1个ZF-HD_dimer结构域。CsZHD1~CsZHD17蛋白具有2~5个保守基序（motif）,其中motif 1和motif 3为共有的保守基序。茶树ZF-HD家族蛋白可分为5个亚族（ZHDⅠ、ZHDⅡ、ZHDⅢ、ZHDⅣ和MIF）,较拟南芥少了ZHDⅤ亚族。除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因在8个组织中不表达或表达量极低外,其他14个CsZHDs基因在8个组织中呈差异性表达;除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因外,其他15个CsZHDs基因在顶芽或花中表达量较高。在干旱胁迫和盐胁迫处理下,除CsZHD1、CsZHD2、CsZHD5、CsZHD12、CsZHD14和CsZHD17基因的表达量始终处于较低水平外,其他CsZHDs基因均呈不同的变化趋势;在MeJA处理下,除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD12基因表达量极低外,多数CsZHDs基因呈下调表达的趋势。【结论】从茶树基因组中鉴定出17个ZH-HD基因家族成员,其编码蛋白具有保守的锌指结构域和同源异型盒结构域;茶树与拟南芥ZH-HD基因家族相比缺少ZHDⅤ亚族;CsZHDs基因的表达具有组织特异性,且大多数成员的表达受非生物胁迫和MeJA的影响。