UV-B辐射对离体茶树新梢物质代谢及其相关基因表达的影响

【摘要】茶树(Camelliaainensis(L.)O.Kuntze)是多年生常绿叶用植物。成茶品质主要取决于新梢化学组成和加工工艺。UV-B辐射作为一种胁迫因子,对植物物质代谢及其调控途径有重要影响,在茶叶加工过程中品质提升等方面有潜在应用价值。本研究以离体茶树新梢为材料,应用电镜和固相微萃取-GC-MS技术研究了UV-B处理对叶片超微结构和挥发性物质释放的影响,利用抑制性消减杂交(SSH)技术分离了茶树新梢UV-B辐射响应相关基因,并采用色谱和qRT-PCR技术就单糖和氨基酸代谢产物积累及其与相关基因表达强度之间的关系进行了分析。主要研究结果如下：1.UV-B辐射10min后,茶树新梢叶绿体占单个细胞体积的比例降低,液泡内单宁结晶体增多；UV-B辐射20min后,叶绿体形状规则性下降,基粒类囊体退化,基质中嗜锇颗粒增加。随着UV-B辐射时间延长,茶树新梢芳樟醇及其氧化物、萜烯类物质等释放量增加,多数成分在处理20-30min时达到最高值。2.获得与UV-B处理响应相关的差异基因21条,其中,与信号转导和转录调控相关的基因有磷脂酰胆碱/肌醇转移蛋白(PCT).F-box家族蛋白、脱水素(DH)、丝氨酸/苏氨酸磷酸蛋白激酶(SPK)、丝氨酸/苏氨酸磷酸蛋白磷酸酶(SPP)和类核氧化还原蛋白(NRO)等,与光合作用相关的基因有RuBP羧化酶大亚基(rbcL)和PSII色素结合蛋白D1(PSII-D1),与氮代谢相关的基因有谷氨酰胺合成酶(GS)和天冬酰胺合成酶(AS),与逆境防御反应相关的基因有α-半乳糖苷酶(aGal)、β-半乳糖苷酶(bGal)、β-葡糖苷酶(bGlu)、β-木糖苷酶(bXs)、棉子糖合成酶(GSGT)、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)和类甜蛋白(TLP)等。部分差异基因表达强度随UV-B处理时间变化呈现出三种类型：rbcL和PSII-D1、AS基因随时间延长表达强度持续下降,TLP、DH、SPP、bXs随时间延长表达强度持续升高,aGal、bGal、bGlu、PGIP、GS、SPK、F-box、NRO随时间延长呈现先升后降趋势。UV-B辐射可通过激活信号代谢途径中的关键基因,进而调节大量防御以及氮代谢效应基因的表达,同时UV-B辐射也会抑制光合相关关键基因的表达。3.UV-B辐射处理对不同茶树品种和不同单糖(果糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖和木糖)具有不同的影响效果；同一茶树品种aGal、bGal、bGlu和bXs随UV-B辐射时间廷长其表达强度变化趋势基本相似；但同一基因在4个不同茶树品种中表达强度随时间变化呈现出一定差异性。在香菇寮白毫和福建水仙新梢中,糖苷水解酶基因表达对UV-B的响应早于半乳糖、木糖和葡萄糖等产物的积累；梅占和紫芽种中,单糖积累早于相应基因表达强度变化。4.UV-B辐射处理对茶树新梢氨基酸积累量影响显著,梅占和紫芽种的多数氨基酸组分随处理时间延长呈显增后降趋势,而丹桂和福鼎大白茶中氨基酸变化趋势与上述品种相反。UV-B辐射处理可上调GS表达量,同时使AS表达量下调。说明茶树新梢中Gln和Asn含量除了主要受到GS和AS表达影响外,可能还存在其它的影响因素。5.利用RACE技术获得了茶树叶片bGlu全长序列,该基因核苷酸长2194bp,ORF为1887bp,共编码628个氨基酸；获得的bGlu属于糖苷水解酶第三超家族,具有p-葡糖苷酶特征功能区,亲水性强,存在信号肽,具跨膜区,定位于质膜,有32个可能的磷酸化调节位点。与已公开的茶树bGlu同源性低,是一种新的茶树p-葡糖苷酶基因。
【作者】范方媛；
【导师】陆建良；
【作者基本信息】浙江大学，茶学，2014，博士
【关键词】茶树新梢；UV-B辐射；SSH技术；物质代谢；基因克隆；qRT-PCR；

【参考文献】
[1]牛子儒.马凡综合征植入前遗传学诊断技术初步研究[D].中国人民解放军医学院,妇产科学,2013,硕士.
[2]何才斌.群体性突发犯罪事件研究[D].广西师范大学,法学理论,2013,硕士.
[3]甄伟会.CEO在我国公司治理结构中的融入[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[4]王丽娟.成都地区大直径素混凝土桩复合地基受力特性研究[D].西南交通大学,岩土工程,2013,硕士.
[5]盛丰韵.基于受众心理分析的真人秀节目中国本土化策略研究[D].哈尔滨工业大学,广播电视艺术学,2013,硕士.
[6]王小艳.光催化空气净化器的设计及甲醛降解的实验研究[D].重庆大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[7]许鹏.医患关系视角下医生职业倦怠及对策[D].华中师范大学,公共管理,2014,硕士.
[8]何伟.使用随机投影技术发现生物序列特征的算法[D].郑州大学,2002.
[9]周月.红阳猕猴桃高效再生体系的建立及抗病基因LJAMP2的导入[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[10]赵鹏.吉林市民营经济融资问题研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[11]杨小燕.中小企业的渠道分销管理研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[12]张建廷.基于GIS城市雨量实时监控与预警系统的研究[D].北京建筑大学,地图制图学与地理信息工程,2013,硕士.
[13]魏海苹.近20年中国稻田CH_4排放观测数据的集成分析[D].南京农业大学,环境科学,2012,硕士.
[14]张昆.植物生理生态传感器的设计和开发[D].河南科技大学,农业机械化工程,2014,硕士.
[15]陈龙.自由曲面加工轨迹规划方法及解释器关键技术的研究与应用[D].中国科学技术大学,2013.
[16].浙江大学外国哲学研究所[J].浙江大学学报(人文社会科学版),2014,03:201.
[17]本报记者曹继军　颜维琦本报通讯员朱璎.听“碳时代”的脚步声越来越近[N].光明日报,2011-08-02006.
[18]王婷婷.Beclin1和LC3在类风湿关节炎中的表达及意义[D].川北医学院,内科学,2013,硕士.
[19]王茂盛.本钢冷轧厂热镀锌机组自动控制系统[J].冶金自动化,1998,05:38-41.
[20]蔡丽莉.天机·看电影，走实景[D].浙江大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[21]李国威.胃癌中医证型与P53、VEGF表达水平相关性研究[D].陕西中医学院,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[22]鲍建宇,曾雨竹,张仲超.一种电流均衡控制PWM单相5电平电流型变流器[J].电力系统自动化,2006,07:69-72.
[23]王艳.关于直径为2的4-γ_t-临界图[D].华中师范大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[24]赵思佳.氯原子在γ-TiAl9（100）表面以及α_2-Ti_3Al（0001）表面吸附的第一性原理研究[D].首都师范大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[25]魏亚男.论错误出生的民事责任[D].华侨大学,民商法学,2013,硕士.
[26]徐小乐.青海省循化县乙赛村滑坡稳定性研究[D].中国地质大学（北京）,岩土工程,2014,硕士.
[27]李涛.圆筒电极型大动态条纹相机关键技术研究[D].中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）,物理电子学,2012,硕士.
[28]李晓冰.动机如何影响量刑[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[29]王力川.量子点复合材料的合成及选择去除重金属Cd~(2+)和降解罗丹明的研究[D].南昌航空大学,2013.
[30]周环宇.个人微博中公共事件检测算法的研究[D].内蒙古科技大学,计算机技术,2014,硕士.
[31]葛建壮.数据挖掘技术在模具企业设计知识库中的应用研究[D].重庆大学,2004.
[32]朱光前.中国木材市场现状、存在问题和发展建议[J].林产工业.2003(02)
[33]朱俊怿.FM公司FIT国产化项目的采购管理研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[34]王海燕.中华保险新疆区车险营销策略研究[D].对外经济贸易大学,2003.
[35]邓乐来,彭名书.非线性耦合下延时复杂网络系统的牵制控制[J].电子技术与软件工程,2015,12:11.
[36]李彦超.基于JIT采购的混流装配线物料配送方式改进研究[D].清华大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[37]吴翔宇.非公路宽体自卸车性能仿真与匹配优化[D].哈尔滨工业大学,车辆工程,2014,硕士.
[38]张秀峰,郑立男,施克仁.旋转角序列小波分析快速算法(英文)[J].自动化学报,2003,04:524-530.
[39]吕静.永磁同步电机自适应无传感器速度跟踪控制[D].大连海事大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[40]黄先德.旱作农业节水灌溉机械化技术[J].农村经济与科技.1997(06)
[41]邱爱艳.刺绣在当代艺术设计中的运用及其语言转换研究[D].中央美术学院,设计艺术学,2013,硕士.
[42]赵阳.集二铁路防风固沙植物防护措施对环境影响的评价[D].北京交通大学,环境工程,2012,硕士.
[43]刘岩岩.HIV感染易感基因的关联分析和孤独症易感基因的突变筛查及CNV检测[D].复旦大学,遗传学,2012,博士.
[44]刘辰.911事件后美国在阿拉伯国家的公共外交评析[D].北京外国语大学,阿拉伯语语言文学,2014,硕士.
[45]刘炳杰.基于Web的卫星单机研制计划管理系统[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2011,硕士.
[46]皋香.菠萝蜜主要风味成分及其在果汁加工中的变化研究[D].海南大学,农产品加工及贮藏工程,2014,硕士.
[47]张栋.工作记忆广度对初中生不同类型几何问题解决的影响[D].新疆师范大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[48]柴媛媛.网络环境下的农村中学德育教育现状与策略研究[D].河北师范大学,现代教育技术,2012,硕士.
[49]孟祥艳.ZFP580参与间歇低氧抗大鼠心肌缺血—再灌注损伤的机制研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,劳动卫生与环境卫生学,2014,博士.
[50]郭震坤.目标作业成本管理模式在建筑施工企业中的应用[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.