茶树花青素形成分子机理的研究进展

花青素是由类黄酮合成途径产生的次生代谢产物,含量高时会使茶树新梢呈现红色或紫色。同时,花青素相比儿茶素等具有更明显的抗氧化、预防肿瘤等药理保健作用。文章就茶树花青素合成途径、转录及转录后调控等方面进行综述,以期更好地为高花青素茶树的育种研究提供理论依据。     

茶叶花青素合成、调控及功能的研究进展

花青素是一类重要的多酚类物质,也是一种天然的抗氧化剂,具有调节血脂、抗癌、降压等作用。紫芽茶叶中花青素含量较丰富,因此相关特异品种逐渐受到消费者的青睐。本文基于国内外学者对花青素的研究现状,主要综述了茶树花青素的种类、生物合成、生理功能以及影响茶树花青素生物合成的其他内外因素等,以期为茶树花青素的开发利用提供理论依据。     

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。     

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。     

137份茶树人工杂交F1代单株表型性状及遗传多样性分析

为探究茶树人工杂交F₁代单株表型性状的遗传变异特征,为杂交后代早期选择提供依据,以“金萱（♀）×云茶1号（♂）”人工杂交F₁代的137个单株为试验材料,对其芽叶表型性状多样性进行研究。结果表明：12个性状的变异系数为6.37%～32.84%,其中,叶长叶宽比的变异系数最小,叶面积、芽重、一芽二叶重和一芽三叶重的变异系数均较大,分别为32.84%、32.66%、31.10%和30.89%;各性状均具有较好的连续性正态分布趋势;12个性状在F₁代的中亲优势率为-0.53%～0.01%,超亲优势率为-0.69%～-0.03%,其中叶长叶宽比的中亲优势值为正值,且相对遗传力为正向显性;66对相关性分析中有56对达到极显著水平（P<0.01）,2对达到显著水平（P<0.05）;系统聚类将F₁代的137个单株分为2个类群,其中第2个类群分为2个亚类,聚类结果充分反映了各类群的特征。     

ABT生根粉对大叶茶树内源激素水平及扦插生根的影响

以紫娟、云抗10号、云茶1号、云抗14号4个云南大叶茶树品种为试验材料,选用ABT1号生根粉100 mg/kg对茶树插穗浸泡处理0.5 h,以空白处理为对照,研究了ABT1号生根粉对大叶茶树内源激素水平及扦插生根的影响,结果表明:(1)生根时间:愈伤组织出现时间空白处理和ABT处理以云抗10号最早,紫娟最晚;生根时间空白处理紫娟最早,云抗14号最晚,ABT处理紫娟最早,云抗10号最晚.(2)内源激素水平:ABT处理后,愈伤组织内源激素水平:IAA含量云茶1号降低,其他3个品种均提高;ABA含量紫娟降低,其他3个品种均提高;GA4含量云茶1号降低,其他3个品种均提高;4个品种的TZR含量均提高;IAA/ABA值云抗14号降低,其他3个品种均提高.根部内源激素水平:4个品种的IAA、ABA、TZR含量及IAA/ABA值均提高,GA4含量云抗10号降低,其他3个品种均提高.(3)生根指标:空白处理和ABT处理的愈伤率以云抗10号最高,紫娟最低,生根率和成活率以紫娟最高,云抗14号最低;4个品种的愈伤率指标除了云抗10号的ABT处理低于空白处理外,其他3个品种的愈伤率、生根率和成活率都表现为ABT处理高于空白处理.     

柱花草总RNA提取方法比较

以热研2号柱花草（Stylosanthes guianensis Reyan No.2）叶片为材料,利用紫外分光光度计和凝胶电泳法比较SDS 酚抽提法、CTAB法、Trizol试剂盒和柱式植物RNAout试剂盒法提取柱花草总RNA的质量和纯度。结果表明,改良CTAB法和柱式植物RNAout试剂盒法提取的RNA的OD260 nm/OD280 nm分别是1.85和1.93,OD260 nm/OD230 nm均大于2.0。凝胶电泳结果表明,改良CTAB法及柱式植物RNAout试剂盒法均有28S rRNA和18S rRNA两条清晰的条带,且无降解。其他两种方法获得的RNA品质较差,有降解和弥散现象。将改良CTAB法和柱式植物RNAout试剂盒法提取的RNA逆转录成cDNA,cDNA能扩增出一条清晰的β actin基因片段,进一步证明了改良CTAB法和柱式植物RNAout试剂盒法提取的总RNA具有很高的纯度,其中柱式植物RNAout试剂盒法的效果好于改良CTAB法。     

普洱茶中黑曲霉蛋白酶的催化特性

【目的】探明普洱茶中黑曲霉蛋白酶的催化特性以及影响蛋白酶催化活性的因素,为普洱茶渥堆发酵过程中高效利用黑曲霉蛋白酶提供依据。【方法】以普洱茶渥堆发酵过程中的优势菌黑曲霉为材料,设置不同pH、不同温度、不同浓度金属离子以及金属络合剂EDTA的环境,采用福林酚法测定普洱茶中黑曲霉蛋白酶的酶活。【结果】黑曲霉产生的蛋白酶是由多种蛋白酶组成的复合蛋白酶系,属于酸性蛋白酶。pH 6.0、反应温度60℃时,黑曲霉产蛋白酶的活性最高;Mn²⁺具有增强黑曲霉蛋白酶活性的作用;Ca²⁺具有抑制黑曲霉蛋白酶催化活性的作用。【结论】在合适条件下,黑曲霉蛋白酶将促进普洱茶渥堆发酵过程中茶叶蛋白质的分解。