豐富的次生代謝產(chǎn)物賦予了茶葉獨(dú)特的風(fēng)味和顯著的保健效應(yīng)，使其成為世界上消費(fèi)量?jī)H次于水的飲料。茶氨酸是茶葉特征性次生代謝產(chǎn)物之一，占總游離氨基酸的 40%-70%，是茶葉滋味品質(zhì)和健康功能的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。前期研究發(fā)現(xiàn)在萎凋過(guò)程中茶氨酸會(huì)發(fā)生不同程度水解，然而其水解機(jī)制尚不明確。
近日，Horticulture Research上線了（Advance Access）浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院茶葉研究所題為Transcription factor CsWRKY40 regulates L-theanine hydrolysis by activating the CsPDX2.1 promoter in tea leaves during withering的研究論文。
該研究基于萎凋過(guò)程中轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，通過(guò)加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA），在脫落酸性狀關(guān)聯(lián)最高相關(guān)模塊中發(fā)現(xiàn)了基因CsPDX2.1，該基因已被證實(shí)為茶氨酸水解關(guān)鍵基因。隨后，篩選到與CsPDX2.1表達(dá)高度相關(guān)的7個(gè)候選轉(zhuǎn)錄因子。對(duì)克隆得到的6個(gè)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了煙草雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明CsWRKY40對(duì)CsPDX2.1啟動(dòng)子具有極顯著的調(diào)控作用（373.18倍），并進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行了EMSA實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定CsWRKY40蛋白與CsPDX2.1啟動(dòng)子有結(jié)合效應(yīng)，作用位點(diǎn)為啟動(dòng)子序列上的W box。茶葉萎凋過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)持續(xù)失水的過(guò)程，為明確水分是否與茶氨酸、脫落酸含量變化有關(guān)，分別建立了自然萎凋模型、保水模型和失水模型，通過(guò)對(duì)三個(gè)模型的茶氨酸含量與脫落酸含量變化的分析，證實(shí)了水分是茶氨酸和脫落酸變化的主要原因。該研究首次揭示茶葉萎凋過(guò)程中茶氨酸水解的分子機(jī)制，為闡明茶葉關(guān)鍵成分對(duì)萎凋環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制提供基礎(chǔ)。
圖2 雙熒光素酶結(jié)果及EMSA實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CsWRKY40與CsPDX2.1啟動(dòng)子的結(jié)合能力
圖3 CsPDX2.1-GFP和CsWRKY40-GFP 在本氏煙葉中的亞細(xì)胞定位
浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院茶葉研究所博士生程海燕為論文的第一作者，徐平副教授為論文的通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（32072632）的資助。
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