茶树类黄酮3-ο-半乳糖基转移酶基因克隆及功能研究

糖基转移酶(UGT)是专门催化化合物糖基化反应的酶,能够有效提高类黄酮苷元化学稳定性并增加其水溶解度。为探究茶树中类黄酮糖基转移酶基因的功能,本研究以红叶2号紫芽茶品系紫色芽叶为材料,通过RACE技术,克隆了1个UGT基因。结果表明,UGT基因cDNA全长1 701 bp,包含一条大小为1 362 bp的CDS,编码454个氨基酸。该基因编码的蛋白与多个物种的类黄酮3-ο-半乳糖基转移酶(F3GalT)蛋白高度同源,且在其序列C端发现一段PSPG box特征序列,因此被命名为CsF3GalT。RT-qPCR结果表明,CsF3GalT基因在紫芽品种的表达水平均极显著高于绿芽品种,在同一紫芽品种紫叶中的表达水平也显著高于绿叶。对CsF3GalT基因构建原核表达载体,体外酶活试验表明CsF3GalT能够催化UDP-半乳糖与杨梅酮形成杨梅酮-3-ο-半乳糖,而不能催化UDP-葡萄糖和杨梅酮反应。CsF3GalT表达产物定位于细胞质、细胞膜和细胞核中。本研究为进一步阐明茶树UGTs的功能及其在花青素合成途径中的作用奠定了一定的理论基础。