茶树叶片黄化变异相关的CAB基因家族鉴定及关键基因挖掘

文献类型： 中文期刊

第一作者： 钟思彤

作者： 钟思彤;张亚真;游小妹;陈志辉;孔祥瑞;林郑和;伍慧妮;金珊;陈常颂

作者机构：

关键词： 茶树;捕光叶绿素a/b结合蛋白;叶色黄化变异;基因克隆;表达分析

期刊名称： 茶叶科学

ISSN： 1000-369X

年卷期： 2024 年 002 期

页码： 175-192

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 捕光叶绿素a/b结合蛋白（Light-harvesting chlorophyll a/b binding protein,CAB）基因家族成员在植物叶片黄化变异中具有重要作用。本研究利用铁观音（Camellia sinensis Tieguanyin）基因组数据对CAB基因家族进行了筛选，并进行了生物信息学和表达模式分析；进一步以不同黄化、绿叶茶树品种（系）为材料，通过基因克隆和qRT-PCR，分析CABs基因的表达特性，结合叶色参数和叶绿素SPAD值的相关性分析筛选出与茶树黄化变异相关的关键CAB基因。结果表明，共鉴定到25个CAB基因家族成员，其氨基酸长度为167～337个，蛋白分子质量为18.5～37.1 kDa，大部分CAB成员属于稳定性蛋白和疏水性蛋白，并且亚细胞定位预测在叶绿体上；根据进化关系25个CAB家族成员分为13个亚家族，Lhcb1亚族的成员数量最多；启动子分析显示，CAB家族成员启动子中包含大量的光响应元件，还有其他与植物生长发育、激素和逆境胁迫响应相关的元件。从茶树中克隆Lhcb1亚家族成员，通过序列比对筛选出CAB1、CAB6和CAB7基因；表达分析显示，CAB1、CAB6和CAB7基因都具有组织表达特异性，在芽、叶和果实中表达量较高，并能响应多种逆境胁迫。qRT-PCR分析发现，CAB1、CAB6和CAB7基因在黄、绿茶树的叶片中具有一致的表达特性：与正常绿叶相比，黄化叶片中的CABs基因表达均显著下调；通过与叶色参数和叶绿素SPAD值的相关性分析，发现CAB1、CAB6和CAB7表达量与叶色参数a、b、L值以及叶绿素SPAD值均呈极显著相关（P＜0.01），其中CAB1的基因表达量与叶色相关参数和叶绿素SPAD值的相关性最显著；烟草亚细胞定位结果显示，CAB1在细胞核、细胞膜和叶绿体上均有分布。以上研究初步解析了茶树CAB家族成员的基本特征，挖掘出与茶树叶色变异紧密相关CAB基因，后续可作为候选关键基因进行深入研究，以期为茶树叶色变异的分子调控机制的研究提供理论基础。

分类号： S571.1

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