茶树CsPAL3基因cDNA全长克隆及其表达分析

doi:10.13305/j.cnki.jts.2018.01.004

茶叶科学 ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (1): 33-42.doi: 10.13305/j.cnki.jts.2018.01.004

茶树CsPAL3基因cDNA全长克隆及其表达分析

唐秀华^1,3,4, 周喆^1,3,4, 唐琴^1,3,4, 陈佳佳^1,3,4, 谢凤^1,3,4, 洪瑶新^1,3,4, 黄诗林², 陈志丹^2,3,4,*, 孙威江^1,2,3,4,*

1. 福建农林大学园艺学院,福建福州 350002;
2. 福建农林大学安溪茶学院,福建泉州 362400;
3. 福建省茶产业工程技术研究中心,福建福州350002;
4. 福建茶产业技术开发基地,福建福州350002

收稿日期:2017-10-16 修回日期:2017-11-09 出版日期:2018-02-15 发布日期:2019-08-28
通讯作者: *swj8103@126.com; asbulletdan@163.com.
作者简介:唐秀华,女,硕士研究生,主要从事茶树分子生物学研究。
基金资助:
紫化芽叶茶树种质资源的挖掘保存与创新利用（2015N5008）、福建省科技重大专项专题项目（2015NZ0002-1）、福建省科技重大专项专题（2017NZ0002-1）

Cloning and Expression Analysis of a Full Length cDNA of CsPAL3 Gene in Tea Plant (Camellia sinensis)

TANG Xiuhua^1,3,4, ZHOU Zhe^1,3,4, TANG Qin^1,3,4, CHEN Jiajia^1,3,4, XIE Feng^1,3,4, HONG Yaoxin^1,3,4, HUANG Shilin², CHEN Zhidan^2,3,4,*, SUN Weijiang^1,2,3,4,*

1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;
2. College of Tea, Fujian Agriculture and Forestry University, Quanzhou 362400, China;
3. Tea Industry Engineering Technology Research Center of Fujian Province, Fuzhou 350002, China;
4. Tea Industry Technology Development Base of Fujian Province, Fuzhou 350002, China

Received:2017-10-16 Revised:2017-11-09 Online:2018-02-15 Published:2019-08-28

摘要/Abstract

摘要： 苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase,PAL）由多基因家族编码,是花青素等多酚物质合成途径的起始酶,对其合成具有调控作用。本研究以紫化茶树武夷奇种C18茶树为材料,采用RACE技术克隆获得CsPAL基因cDNA,命名为CsPAL3（登录号为KY865305）,分析其生物信息学特征,并检测不同叶色茶树品种（系）中的花青素总量及茶树PAL家族成员基因的表达情况。结果表明,获得CsPAL3基因全长cDNA为2β518βbp,包含一个完整的2β130βbp开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,编码709个氨基酸。序列分析表明,该基因编码的蛋白质为稳定亲水性蛋白,预测分子量为77.40βkD,理论等电点为6.26;Blast分析序列发现CsPAL3与芒果的MiPAL相似性最高,为87%。而在同源进化树分析中与芍药的PiPAL亲缘关系较近。紫化茶树的花青素总量和CsPALa、CsPALc、CsPAL3（CsPALe）基因表达量均高于常规绿叶茶树和白化茶树。这表明茶树CsPALa、CsPALc、CsPAL3（CsPALe）基因上调表达可能促进茶树花青素合成积累,使得茶树叶片呈现紫色。

关键词: 茶树, CsPAL3基因, 克隆, 相对表达量, 花青素

Abstract: The phenylalanine ammonia-lyase (PAL) belongs to a multi-gene family. PAL is the first enzyme in the flavonoid biosynthetic pathway, which plays a key role in regulating flavonoid biosynthesis. The full length cDNA sequence of one phenylalanine ammonia-lyase (CsPAL) gene was obtained from purple tea cultivar Wuyi Qizhong C18 (Camellia sinensis) by rapid amplification of cDNA ends PCR(RACE-PCR) and named as CsPAL3 (GenBank accession no. KY865305). The full-length cDNA of CsPAL3 was 2β518βbp, with an ORF of 2β130βbp, which encodes a protein of 709 amino acids. Bioinformatics analysis showed it is a stable hydrophilic protein, with the predict with the predict molecular and theoretic isoelectric points of 77.40 kD and 6.26. Blast analysis indicated that CsPAL3 had the highest similarity (87%) with homologue gene in Mangifera indica,and had the closest genetic relationship with homologue gene in Paeonia lactiflora according to phylogenetic tree analysis. The total anthocyanin contents and the expression of CsPALa, CsPALc, CsPAL3 in the purple shoots of tea plants were significantly higher than the green and white tea plants. It suggests that the enhanced expression levels of CsPALa, CsPALc, CsPAL3 genes might promote the accumulation of anthocyanins, thereby lead to the purple color in tea plants.

Key words: tea plant, CsPAL3 gene, cloning, relative expression, anthocyanins

中图分类号:

S571.1
Q52

唐秀华, 周喆, 唐琴, 陈佳佳, 谢凤, 洪瑶新, 黄诗林, 陈志丹, 孙威江. 茶树CsPAL3基因cDNA全长克隆及其表达分析[J]. 茶叶科学, 2018, 38(1): 33-42. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2018.01.004.

TANG Xiuhua, ZHOU Zhe, TANG Qin, CHEN Jiajia, XIE Feng, HONG Yaoxin, HUANG Shilin, CHEN Zhidan, SUN Weijiang. Cloning and Expression Analysis of a Full Length cDNA of CsPAL3 Gene in Tea Plant (Camellia sinensis)[J]. Journal of Tea Science, 2018, 38(1): 33-42. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2018.01.004.

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茶树CsPAL3基因cDNA全长克隆及其表达分析

Cloning and Expression Analysis of a Full Length cDNA of CsPAL3 Gene in Tea Plant (Camellia sinensis)

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