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作者:李桂楠;杨妮;罗微;张佳琪;胡志航;熊爱生;郝建楠;庄静;
单位:南京农业大学园艺学院,茶叶科学研究所,农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室;南京农业大学,作物遗传与种质创新利用全国重点实验室;
摘要:茶树是我国重要的叶用经济作物,其生长发育受植物激素的影响。油菜素甾醇(BRs)是六大植物激素之一,参与调控茶树生长发育和逆境的响应,类固醇5α-还原酶是植物油菜素甾醇生物合成途径中的关键酶。为研究茶树中类固醇5α-还原酶的特性,从茶树‘舒茶早’中克隆获得CsDET2,分析该基因所编码蛋白的理化性质、二级与三级结构、序列特征、系统发育树、亚细胞定位,启动子顺式作用元件,并检测其在不同器官、非生物胁迫、光周期为12L/12D时的表达模式。结果显示,CsDET2的开放阅读框为783 bp,共编码260个氨基酸;CsDET2的分子量为30 158.97 Da,理论等电点为9.28,主要由α-螺旋和随机卷曲组成,含有典型的类固醇脱氢酶(Steroid dehydrogenase)结构域。与15个物种的DET2序列的多重比对结果显示,氨基酸序列的一致性达78.25%。系统发育树分析结果显示CsDET2与山梨猕猴桃AfDET2亲缘关系较近。亚细胞定位试验结果显示CsDET2定位在细胞质中。顺式作用元件分析显示,CsDET2的启动子区域包含4种光响应元件、4种逆境响应元件、3种激素响应元件以及5种转录因子结合位点。荧光定量结果显示,CsDET2在各器官中均有表达,在老叶中表达量最高;光周期为12L/12D时,CsDET2在白天的表达量先降低后升高,在夜晚的表达量先升高后降低,夜晚的表达水平整体高于白天的。CsDET2的表达受光周期调节,并响应高温与高盐等非生物胁迫,同时受外源赤霉素的调控。本研究为进一步研究茶树类固醇5α-还原酶的功能提供基础。
关键词:茶树;;油菜素甾醇;;生物信息学分析;;光周期;;非生物胁迫
基金资助:江苏省政策引导类计划(SZ-LYG202126);; 园艺种质资源保护和创新计划(JSFEM-202212);; 江苏高校优势学科建设项目(PAPD)