茶树新株系“东北抗”特异性状研究

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茶树是我国重要的木本经济作物,茶树种质资源是茶产业发展的基础,而挖掘种质资源特异性是实现种质创新的重要环节,是满足育种多样性必不可少的工作。因此,对具有特异性种质资源的鉴定、开发、利用具有重要意义。本实验基于前期新株系的选育和培育工作,通过对新株系“东北抗”的资源性状鉴定,挖掘到新株系“东北抗”是生长势强、耐高温的优良品种。从生理生化角度,通过比较“东北抗”与其他不同品种(系)间新梢生长、光合作用指标以及高温胁迫下下叶绿素荧光参数的变化,验证“东北抗”的生长和耐高温特异性。从分子生物学角度,挖掘到生长相关基因Csn-miR156a和CsSPLs,基于转录组数据,利用RACE的方法克隆出2个SPL转录因子成员CsSPL6和CsSPL9,验证出5个SPL转录因子成员——CsSPL6、CsSPL7、CsSPL9、CsSPL13a、CsSPL18,利用q RT-PCR技术,对Csn-miR156a和CsSPLs在茶树不同叶位、不同茶树品种(系)和高温逆境胁迫的表达机制进行分析。实验主要研究结果如下:1、新株系“东北抗”单株选自祁门槠叶群体种,灌木型,中叶类,树姿半开展,长椭圆形,叶色绿,有光泽,叶面微隆起,叶身稍内折,叶缘微波锯齿状,叶尖渐尖,芽叶生育力强,持嫩性强,春茶一芽二叶蒸青样约含茶多酚19.0%、氨基酸4.4%、咖啡碱3.3%、水浸出物51.5%。制绿茶滋味鲜醇,栗香持久,品质优良,抗性强,生长旺盛。2、为了验证“东北抗”生长势的强弱,将“东北抗”与不同茶树品种(系)从新梢生长和光合作用两方面进行比较研究。在3年生的不同品种(系)“东北抗”、辐射早、柿大茶和特香早中,“东北抗”在新梢生长和光合作用方面表现出生长优势;在1年生不同品种(系)扦插苗“东北抗”、黄山白茶1号、舒茶早、特香早中,“东北抗”同样表现出较高的光合能力和生产潜力。3、对高温胁迫下不同品种(系)叶绿素荧光参数进行测定,发现经过高温胁迫4 d后4个品种(系)间Fv/Fm、Y(II)、q P、ETR、PIABS值显著降低,而NPQ值随着胁迫时间的增加先上升后下降。总体来说,4个品种(系)对高温的耐受力:“东北抗”>舒茶早>黄山白茶1号>特香早。4、从茶树中克隆出Csn-miR156a的靶基因CsSPL6和CsSPL9,茶树CsSPL6全长为2318 bp,包含一个1668 bp完整的ORF,编码一个由555个氨基酸组成的蛋白,获得的Genbank登录号是KX808499。茶树CsSPL9基因全长1954 bp,完整ORF框大小为1116 bp,编码371个氨基酸,获得的Genbank登录号是KY569510。5、表达特性分析表明,在“东北抗”不同叶位的表达中,Csn-miR156a在芽中表达量最高,随着叶位的增加,表达量依次降低,与CsSPL6和CsSPL9呈负调控,正调控CsSPL7,而对于CsSPL13a和CsSPL18的调控不明显,说明Csn-miR156a参与茶树生长过程,对茶树营养生长到生殖生长的阶段发育和转变起重要作用。在不同茶树品种(系)的表达模式中,Csn-miR156a表达趋势与新梢生长量以及光合指标的测定结果趋势一致,与CsSPLs呈负调控关系,初步判断Csn-miR156a和CsSPLs可作为判断品种生长势强弱的分子手段。高温处理4个品种(系)Csn-miR156a和CsSPLs表达差异显著,趋势不一,仅有CsSPL9与Csn-miR156a呈负相关,表明茶树在高温胁迫下Csn-miR156a可能通过负调控CsSPL9来增加耐高温性,其他的CsSPLs成员则可能存在复杂的调控关系。可见,Csn-miR156a在不同的模板中调控不同的CsSPLs成员从而参与茶树生长、抗逆胁迫。
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