茶树CsAP基因家族的全基因组鉴定及表达分析

作     者：张相琴 陈振艳 陈兰 刘硕谦 林海燕 田娜 

作者机构：湖南农业大学园艺学院茶学教育部重点实验室 湖南农业大学园艺学院茶学系 

出 版 物：《分子植物育种》 (Molecular Plant Breeding)

年 卷 期：2023年

学科分类：09[农学] 090203[农学-茶学] 0902[农学-园艺学] 

基　　金：国家自然科学基金(32172629) 湖南省自然科学基金(2020JJ4358) 湖南省种业创新项目(2021NK1008) 教育厅科学研究重点项目(21A0130)共同资助 

主　　题：茶树(Camellia sinensis) 天冬氨酸蛋白酶 水解酶 全基因组鉴定 表达模式分析 

摘      要：天冬氨酸蛋白酶(aspartic protease， AP)是一类重要的水解酶，参与植物生长发育、信号转导及逆境胁迫等过程。为深入分析AP在茶树(Camellia sinensis)中的作用，本研究基于茶树‘舒茶早’基因组数据鉴定了72个CsAP，分别编码147～648 aa，蛋白分子量介于9.33～71.05 kD，等电点介于4.46～9.84，外显子数介于1～12。亚细胞定位分析发现，该家族成员主要存在于叶绿体、质膜、液泡和胞外空间中。系统进化分析表明，CsAP中5个属于典型AP (Typical)，7个属于类珠心蛋白AP (Nucellin-like)，60个属于非典型AP (Atypical)。染色体定位和共线性分析发现，CsAP不均匀地分布在13条茶树染色体上，鉴定到12对片段重复基因和2对串联重复基因，说明CsAP在进化过程中可能发生了基因重复事件。启动子元件分析发现CsAP基因启动子区富含光响应、激素响应、胁迫响应等顺式作用元件。基因表达模式分析发现，CsAP的表达模式存在组织特异性，CsAP响应低温胁迫。实时荧光定量PCR (quantitative Real-time PCR， qRT-PCR)表明，不同胁迫处理下CsAP在茶树叶片中的表达水平不同；与水杨酸(salicylic acid， SA)处理相比，茉莉酸甲酯(methyl jasmonate， MeJA)处理后CsAP的表达水平更高；盐胁迫下，大部分CsAP在处理9 h或24 h后表达量达到峰值。研究表明CsAP对多种胁迫均有响应，为茶树逆境胁迫机制研究提供了参考。