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类黄酮化合物是茶叶中最主要的多酚物质,它在茶叶苦涩味的形成中起到了关键性的作用,对决定茶叶品质及其健康功效具有重要作用。植物多酚化合物的生物合成主要受到MYB-bHLH-WD40(MBW)三元复合体的调控。茶树是高多酚积累植物,然而,茶树中的CsWD40蛋白在茶树多酚合成积累中的作用尚不清楚。本文从茶树中克隆了一条与拟南芥TTG1同源的CsWD40基因,该条CsWD40基因的ORF包含1029个碱基,可以编码342个氨基酸的蛋白质,预测分子量38.348kD。进化分析和氨基酸序列比对分析显示,茶树CsWD40与苹果MdTTG1近源关系最为相近,二者氨基酸一致性达到了79.62%。酵母双杂技术表明CsWD40与bHLH转录因子(CsGL3,CsTT8)和MYB转录因子(CsAN2,CsMYB5e)之间体外互作。转基因拟南芥ttg1::CsWD40叶表面恢复了毛状体性状,收获的种子的种皮色泽较突变体ttg1加深,较野生型种皮颜色浅。CsWD40转基因烟草花色加深,花青素含量显著上升。但是DMACA显色表明,CsWD40转基因烟草花瓣中原花青素含量变化不大。qRT-PCR分析显示CsWD40转基因烟草花瓣中的类黄酮结构基因NtCHS,NtF3’H,NtFLS,NtDFR,NtANS以及花青素代谢相关的转录因子NtAN2和NtAN1b都显著上调。在CsWD40和CsMYB5e共表达转基因烟草花瓣中花青素和原花青素都显著高于对照组。基因表达分析显示类黄酮下游基因NtLAR,NtANS,NtANR都显著上调,其中,NtANS和NtANR上调分别超过约4倍和5倍。在茶树体内CsWD40的表达情况体现出明显的组织特异性,主要特点是在叶和根中表达量相对较高,这与茶树类黄酮的积累特点具有一定的相关性。在茶树经受不同非生物胁迫过程中,CsWD40在脱落酸和蔗糖处理下的表达水平相比对照组分别提高了将近2倍和6倍。相反,在氯化钠,甘露醇和水杨酸处理的结果中,CsWD40表达水平与对照组相比较较低;不同温度处理过程中,CsWD40表达受温度调控影响不显著。研究结果表明茶树CsWD40通过形成的MBW三元复合体调节茶树花青素和原花青素的生物合成。此外,CsWD40不仅参与茶树类黄酮化合物的代谢,还参与茶树响应非生物胁迫应答。