合成茶树咖啡碱相关的N-甲基转移酶基因家族的克隆及序列分析

咖啡碱是茶叶中重要的功能成分,它以黄苷为底物,以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）为甲基供体,通过N-甲基转移酶（NMT）类催化的一系列甲基化反应合成的产物。根据NMT基因高度相似的特性,利用长片段PCR法和侧翼序列克隆技术分离了白叶一号6种NMTs的基因组DNA全长,其中有2种为已报道的茶树咖啡碱合成酶基因TCS1、TCS2,1种为假基因,另3种基因分别被命名为TCS3、TCS4、TCS5,基因结构分析发现这6种基因均由4个外显子和3个内含子组成。山茶属植物的NMTs可聚为5类,其中TCS4和TCS5为与其他基因的相似性相对较低的一类。这些结果为今后更好地从基因组水平上剖析茶树咖啡碱的遗传机制提供有用参考。     

茶树体内咖啡碱生物代谢研究进展

咖啡碱是由嘌呤核苷酸衍生的次生代谢产物,通常占茶叶干重的2%～4%,是茶叶苦味品质的主要贡献成分。茶树中的咖啡碱主要分布在幼嫩的芽叶中,并随芽叶的老化而逐渐减少。咖啡碱在茶树中的主要合成途径为:黄苷→7-甲基黄苷→7-甲基黄嘌呤→可可碱→咖啡碱,N-甲基转移酶在此过程中起着重要的作用。本文从茶树中咖啡碱的含量分布、生物合成与分解代谢途径以及相关基因的表达研究进行综述,并展望其发展前景。     

茶树N-甲基转移酶基因启动子克隆及功能分析

咖啡碱是茶叶中重要的功能物质,N-甲基转移酶（NMT）是其生物合成的关键酶。本研究以英红9号茶树新梢为材料,利用hiTAIL-PCR克隆NMT1基因启动子,并采用Plant CARE等在线软件分析其顺式作用元件。根据其元件组成,设计5'递减的启动子与GUS基因一起组建了融合载体转入烟草,利用GUS染色和定量PCR方法,分析了克隆的启动子功能及其对环境因子的响应。结果表明,克隆的NMT1基因启动子长767βbp,含有TATA-box、CAAT-box等真核生物启动子基本元件及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件。以5'递减的NMT1启动子替换pBI121中的CaMV35S启动子,构建出与GUS融合的pA、pB、pC、pD载体。在烟草叶片中进行瞬时表达,不同长度的NMT1启动子均具驱动GUS表达功能,且长度越长驱动能力越强。以含全长NMT1启动子载体pA对烟草转基因,转基因烟草各组织均检测到GUS基因的表达且表达量叶>茎>根,叶片中的表达量为根部的3倍。对转基因烟草进行不同程度光照、温度、模拟干旱和脱落酸处理后,除40℃温度条件外,其他处理的叶片中GUS基因表达在处理前后均存在显著变化,表明NMT1启动子功能受外界环境因子的胁迫影响。     

国内外茶叶咖啡碱研究进展

对国内外茶叶咖啡碱的药理作用、测定方法和脱咖啡碱方法的研究现状进行了系统综述,以期为今后对茶叶咖啡碱理论研究和低咖啡碱茶的生产提供一定科学依据。     

茶叶咖啡碱的研究进展

从咖啡碱的生物合成、分解代谢、提取纯化、分析检测和生物活性五个方面进行了综述。     

茶树中甲基转移酶的研究进展

甲基转移酶普遍存在于茶树中,它与茶叶类黄酮物质及咖啡碱的形成、茶树冷驯化过程中DNA甲基化模式的变化和硒代半胱氨酸的形成有关。本文综述了茶树甲基转移酶的基因研究、原核表达和催化特性研究,为以后茶树体内的甲基化修饰提供理论依据。     

茶树咖啡碱代谢及低咖啡碱茶树育种研究进展

咖啡碱是茶树中最重要的次生代谢产物之一,一般为茶叶干物质重的2%～5%。咖啡碱具有兴奋神经、祛除疲劳及增加心血管系统活动等保健功能,但摄入过高含量咖啡碱也会引起副作用,因此,研究茶树咖啡碱代谢途径及其分子机理,培育低咖啡碱茶树品种具有非常重要的意义。本文综述了茶树咖啡碱的合成与分解代谢及其关键酶、以及近年来低咖啡碱茶树育种等方面的研究进展,并对这些研究领域目前存在的问题和今后努力的方向进行了讨论和展望。     

茶树氧甲基转移酶基因的克隆及原核表达

获得了一类茶树氧甲基转移酶基因cDNA全长并构建了该基因的原核表达载体。以从茶树叶片中提取的总RNA为模板,结合RT-PCR与RACE克隆技术获得氧甲基转移酶(O-methyltransferase)基因cDNA全长1 280 bp,其开放阅读框为1 068 bp,编码355个氨基酸,推测的蛋白分子量为39.1 kD,理论等电点为5.68。其氨基酸序列与葡萄和蓖麻氧甲基转移酶基因相似性分别为73%、71%。将该基因片段连接到原核表达载体pET-28a中,转化大肠杆菌BL21后诱导重组蛋白的表达,经IPTG诱导,SDS-PAGE检测到1条与预测融合蛋白分子量相符的外源蛋白。     

茶叶咖啡碱的功效及含量测定研究进展

咖啡碱是茶叶重要的滋味物质,具有兴奋、抗癌、抗肥胖、抗菌等作用。本文从茶叶咖啡碱的性质,功效,含量测定三个方面进行了综述,并对其发展作了展望。     

茶树等植物中嘌呤生物碱代谢研究进展

咖啡碱等嘌呤生物碱分布于自然界多种植物中,由于过量摄入咖啡碱会对人体产生副作用,因此对嘌呤碱代谢进行调控,培育低咖啡碱植物品种具有重要的意义。本文综述了嘌呤生物碱在不同属种植物中的分布、生物合成与降解的主要路径及非主要路径、参与嘌呤碱代谢的酶及相应编码基因克隆的研究进展,并对培育低咖啡碱茶树品种中存在的问题与今后的努力方向进行了讨论和展望。     

咖啡因生物合成研究进展及在茶树育种中的应用

咖啡因是一种嘌呤生物碱,存在于茶和咖啡中。由于咖啡因对一些人有引起失眠等的副作用,所以培育低咖啡因咖啡和茶树品种具有非常重要的意义。本综述了近年咖啡因生物合成与代谢的研究进展,包括相关酶的基因克隆等,并对培育脱咖啡因茶树可能的途径和存在问题进行了讨论。     

我国玉竹的栽培研究进展

为了有针对性地深入开展玉竹栽培技术研究,对我国玉竹的繁殖、栽培现状进行了分析,并对其开发利用前景提出了建议旨在为玉竹的进一步研究提供参考.     

银合欢种子研究进展

随着农业生产对银合欢种子需求的增加,确保银合欢种子的质量成为首要问题。综述近年来对银合欢种子成分、种子萌发、种子保存和种子健康等方面的研究概况,并对银合欢种子研究中存在的问题提出了展望。     

甜叶菊栽培研究进展

通过对品种、茬口、栽培措施及光照要求等方面的研究文献进行综述,归纳了目前甜叶菊栽培方面的研究动态和存在的问题,为今后甜叶菊的栽培研究提供参考。     

桐花树研究进展

桐花树是热带亚热带海岸红树林树种中的广布种，具备优良特性，素有海上森林之称。综述桐花树生长特性、群落结构、化学成份、病虫害特征、抗性机制及其生态与经济效益等方面的研究现状。     

茶树咖啡碱合成相关基因研究及利用进展

咖啡碱存在于茶中,由于咖啡碱对一些人引起失眠等一系列副作用,培育低咖啡碱茶树品种具有十分重要的意义。本文综述了近年来咖啡碱生物合成途径中相关酶的基因克隆和功能研究进展,并对其利用现状进行了讨论。     

水稻抗倒伏研究进展

倒伏是水稻生产中的一个严重问题。从水稻倒伏的主要影响因子、水稻抗倒伏机理、抗倒性评价及其遗传等方面，综述了水稻抗倒伏研究进展，提出了有待拓宽和深化研究的内容。     

锰肥在水稻上的应用研究进展

总结了国内外锰肥在水稻上的应用概况,以及锰在水土中的存在形式、锰对水稻的生理作用及对产量的影响,并对锰肥在水稻上的应用研究进行了展望。