CsSPX3与CsPHL7基因在调控茶树茶氨酸合成、改善茶树茶叶品质中的应用

本发明属于植物分子生物学，具体涉及csspx3与csphl7基因在调控茶树茶氨酸合成、改善茶树茶叶品质中的应用。

背景技术：

1、茶树[camellia sinensis(l.)o.kuntze]是我国重要的经济作物，其生长状况与必需元素-磷密切相关。磷对茶树内茶氨酸、儿茶素、茶多酚、咖啡碱和花青素等诸多内含物质的形成都起着重要调节作用。其中，茶氨酸是茶叶中的特征氨基酸，以游离形式存在，占茶叶中游离氨基酸总量的40％～70％，是茶叶中生津润甜的主要成份，可用于抑制咖啡因引起的兴奋作用，提高学习和记忆能力，同时还具有降血压、抗肿瘤、抗疲劳等作用。茶氨酸作为茶树中的重要次生代谢产物，直接影响茶叶的品质。缺磷和磷过量与代谢产物具有相关性，磷胁迫降低了黄酮类化合物和磷酸化代谢物的合成，过量的磷可能会导致茶叶中的化学成分失衡，从而影响茶氨酸等有益成分的积累。

2、现有的研究表明，spx蛋白在磷信号网络中占据着非常重要的地位，与磷的摄取、运输、储存和体内平衡密切相关，spx基因可以通过调节phr活性来影响下游低磷响应基因psi(psr)的转录，比如，玉米zmspx基因(zmspx3除外)和小麦taspx基因受到低磷胁迫的显著诱导，拟南芥atspx1、atspx2在磷饥饿下的枝和根中积累，水稻osspx1是phr2转录活性的抑制子，多是针对spx蛋白与磷胁迫及其相关基因之间的关系的研究，并未有spx蛋白与其他蛋白共同调控茶树茶氨酸合成的相关研究，对于茶树茶氨酸合成在无机磷酸盐限制背后的分子调控网络机制方面也尚不清楚。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供两个基因csspx3和csphl7在调控茶树茶氨酸合成中的应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了csphl7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用。

4、本发明提供了csspx3基因协同csphl7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用。

5、优选地，所述csspx3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；

6、所述csphl7基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

7、所述csspx3基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示；

8、所述csphl7基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.4所示。

9、优选地，利用csspx3基因和/或csphl7基因调控茶树茶氨酸合成的方法为：构建csspx3和/或csphl7的重组载体，将所述重组载体转入茶树叶片中使csspx3基因和/或csphl7沉默或瞬时过表达，从而促进或抑制茶树中茶氨酸的合成；

10、其中，csspx3基因和csphl7基因通过结合csts1和csgs1基因启动子，抑制csts1基因和csgs1基因的表达，进而抑制茶树茶氨酸的合成。

11、优选地，基因沉默载体是以ptrv2为原始载体，在ptrv2的多克隆位点插入csspx3基因或csphl7基因，插入位置位于原始载体ptrv2上的ecorⅰ和bamhⅰ酶切位点之间，得到的基因沉默载体分别命名为ptrv2-csspx3和ptrv2-csphl7；

12、过表达重组载体是psh737-35s为原始载体，在psh737-35s的多克隆位点插入csspx3或csphl7，插入位置位于原始载体psh737-35s上的xba i和kpn i酶切位点之间，插入的过表达重组载体分别命名为psh737-35s-csspx3和psh737-35s-csphl7。

13、优选地，在构建重组载体的过程中，csspx3基因和csphl7基因的引物对为：

14、csspx3：primer f：gcgttcactactcacaccga；

15、primer r：acatgaactcagcctcagcc；

16、csphl7：primer f：agctgatggttctaaagatcagaag；

17、primer r：ggaactgtctcggaggcttt。

18、本发明还提供了csphl7基因在改善茶树茶叶品质中的应用。

19、本发明还提供了csspx3基因协同csphl7基因在改善茶树茶叶品质中的应用。

20、有益效果：

21、本发明提供了两个参与茶树茶氨酸合成调控的茶树基因csspx3和csphl7。本发明采用农杆菌介导的瞬时转化技术过量表达csspx3和csphl7可以减少茶树茶氨酸物质含量，并通过双荧光素酶(luc)和电泳迁移率位移测定(emsa)实验证明，spx3通过与phl7互作，结合茶氨酸合成酶ts1、gs1基因启动子，以加法作用抑制ts1、gs1的表达，从而抑制茶氨酸合成和积累；本发明采用病毒诱导的基因沉默技术沉默csspx3和csphl7可以增加茶树茶氨酸物质含量，与对照植株相比，沉默植物中茶氨酸含量提升了1.58～236倍。综上，本发明发现csphl7基因能够单独或与csspx3基因相互作用抑制茶氨酸合成，将csspx3和csphl7基因沉默后能够显著提升茶树茶氨酸含量，可用于调控茶树茶氨酸的合成。

技术特征：

1.csphl7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用。

2.csspx3基因协同csphl7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用。

3.如权利要求1或2所述应用，其特征在于，所述csspx3基因的核苷酸序列如seq idno.1所示；

4.如权利要求3所述应用，其特征在于，所述csspx3基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示；

5.如权利要求4所述应用，其特征在于，利用csspx3基因和/或csphl7基因调控茶树茶氨酸合成的方法为：构建csspx3和/或csphl7的重组载体，将所述重组载体转入茶树叶片中使csspx3基因和/或csphl7沉默或瞬时过表达，从而促进或抑制茶树中茶氨酸的合成；

6.如权利要求5所述应用，其特征在于，基因沉默载体是以ptrv2为原始载体，在ptrv2的多克隆位点插入csspx3基因或csphl7基因，插入位置位于原始载体ptrv2上的ecorⅰ和bamhⅰ酶切位点之间，得到的基因沉默载体分别命名为ptrv2-csspx3和ptrv2-csphl7；

7.如权利要求6所述应用，其特征在于，在构建重组载体的过程中，csspx3基因和csphl7基因的引物对为：

8.csphl7基因在改善茶树茶叶品质中的应用。

9.csspx3基因协同csphl7基因在改善茶树茶叶品质中的应用。

技术总结
本发明提供了CsSPX3与CsPHL7基因在调控茶树茶氨酸合成、改善茶树茶叶品质中的应用，属于植物分子生物技术领域。本发明提供了CsPHL7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用，以及CsSPX3基因协同CsPHL7基因在调控茶树茶氨酸合成中的应用。本发明筛选的茶树基因CsPHL7能够单独或与CsSPX3相互作用结合茶氨酸合成酶TS1、GS1基因启动子，抑制茶树茶氨酸含量的积累。经过验证，采用病毒诱导的基因沉默技术沉默上述基因可以增加茶树茶氨酸物质含量，采用农杆菌介导的瞬时转化技术过量表达上述基因可以减少茶树茶氨酸物质含量，可用于调控茶树茶氨酸的合成。

技术研发人员：吕立堂,姚新转,陈周卓尔,侯颖辉,田时雨,张时瑜,李平
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31