2024年10月22日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室韋朝領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在Plant communications在線發(fā)表了題為“An Enhancer Transposable Element from the Genome of Purple Leaf Tea Variety Reveals a Genetic Mechanism Turning Leaves from Evergreen to Purple Color” 的研究論文。MYB75是植物花青素生物合成的核心調(diào)控因子。本研究基于葉色紫化的茶樹品種‘紫娟’基因組測(cè)序，通過比較基因組分析發(fā)現(xiàn)其CsMYB75啟動(dòng)子區(qū)插入一段181 bp轉(zhuǎn)座子，該轉(zhuǎn)座子做為增強(qiáng)子促進(jìn)花青素大量積累是茶樹葉色由綠變紫的決定因素。
通常茶樹屬于葉色常綠植物，但是目前選育的‘紫娟’、‘紫嫣’等葉色紫化茶樹品種葉片中富含大量花青素，而花青素具有抗氧化、抗突變以及抗衰老功能，因此紫化品種很受消費(fèi)者歡迎。然而，葉色紫化茶樹中花青素大量積累的遺傳機(jī)制仍不清楚。
本研究組裝獲得的‘紫娟’（Camellia sinensis var. assamica cv. Zijuan）參考基因組，并通過和正常葉色品種的全基因組比較分析發(fā)現(xiàn)，‘紫娟’CsMYB75啟動(dòng)子區(qū)插入一段181 bp轉(zhuǎn)座子（purpleTE），且在其他紫化品種相應(yīng)位置具有同樣插入規(guī)律，但在正常葉色茶樹品種‘云抗10號(hào)’、‘舒茶早’、‘龍井43’等中沒有該插入。煙草瞬時(shí)轉(zhuǎn)化結(jié)果表明，‘紫娟’CsMYB75啟動(dòng)子區(qū)的purpleTE被去除后，其活性和蛋白質(zhì)豐度顯著低于未被去除的，而‘龍井43’CsMYB75啟動(dòng)子區(qū)的相應(yīng)位置插入purpleTE后，其活性和蛋白質(zhì)豐度顯著升高于未插入的，證明purpleTE具有增強(qiáng)子功能。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在正常葉色和紫化品種的人工雜交F1代群體中，所有紫色葉片子代個(gè)體的CsMYB75啟動(dòng)子區(qū)域均含有purpleTE，而在正常葉色子代中則沒有出現(xiàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)所有紫色子代的CsMYB75表達(dá)量和花青素含量皆顯著高于正常葉色子代。本研究揭示了葉色紫化茶樹品種形成的分子遺傳機(jī)制，同時(shí)為茶樹分子設(shè)計(jì)育種提供新的基因資源和理論依據(jù)。
茶樹生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在讀博士生謝匯和青年講師朱俊彥為本文的共同第一作者，韋朝領(lǐng)教授、夏恩華教授和北卡羅萊納州立大學(xué)終身教授謝德玉為共同通訊作者。湖南省茶葉研究所李賽君研究員和黃飛毅副研究員為本研究提供了幫助。該研究得到了國(guó)家基金委區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金(U20A2045)、“111”引智基地（D20026）和云南省科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目（202102AE090038）資助。
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