茶树花Cu/Zn-SOD基因在品种间表达特征及其挥发物引诱中华蜜蜂效应

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:salih0997
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茶树花是茶树Camellia sinensis(L.)O.Kuntze的有性生殖器官,属两性完全花,含有丰富的营养物质和生物活性物质。我国茶园面积占比世界第一,茶树花资源十分丰富,具有极大开发潜质。本文从茶树花重要基因Cu/Zn-SOD基因表达特征及茶树花挥发物对中华蜜蜂引诱效应等方面开展研究,旨在明确茶树花Cu/Zn-SOD基因在10多个品种间表达特征、揭示茶树花引诱中华蜜蜂的机制,为茶树花的深度开发利用提供参考。主要研究内容及结果如下:(1)对茶树花Cu/Zn-SOD基因在品种间表达特征的研究发现,茶树花不同发育阶段中Cu/Zn-SOD基因表达水平有着较大差异;细胞质型Cu/Zn-SOD1基因表达水平远高于叶绿体型Cu/Zn-SOD2和过氧化物酶体型Cu/Zn-SOD3;不同品种茶树花Cu/Zn-SOD基因表达水平也有较大差异,Cu/Zn-SOD1基因在‘黄牡丹’茶树花中表达量最高,Cu/Zn-SOD2基因在‘安吉白茶’及‘黄观音’茶树花中表达量最高,Cu/Zn-SOD3基因在‘紫鹃’茶树花中表达量最高。‘龙井43’茶树花不同发育阶段、不同品种茶树花的Cu/Zn-SOD酶活性与Cu/Zn-SOD基因表达量之间的相关性不明显。(2)对茶树花主要内含物成分进行分析发现,茶树花具有较高的含水率和水浸出物含量,茶多酚含量明显低于鲜叶,游离氨基酸含量与鲜叶相当,可溶性蛋白略低于鲜叶,可溶性糖含量低于鲜叶。(3)以茶树花鲜花为味源,中华蜜蜂为试虫,室内用Y形嗅觉仪进行行为测定,发现:(1)8个国家级优良品种茶树花味源在一定剂量内显著引诱中华蜜蜂(P<0.05);(2)以液体石蜡为CK,以茶树花香气中含量较大的27种主要组分为味源,发现苯乙酮(10-6 g/mL)、芳樟醇(10-6、10-2 g/mL)、莰烯(10-4g/mL)、顺-3-己烯-1-醇(10-10 g/mL)、α-法尼烯(10-6、10-4、10-2 g/mL)、癸醛(10-6 g/mL)、b-紫罗兰酮(10-6 g/mL)、亚油酸(10-4、10-2 g/mL)、顺-2-戊烯-1-醇(10-4 g/mL)、苯甲醛(10-2 g/mL)显著引诱该蜂(P<0.05),而水杨酸甲酯(10-2 g/mL)、橙花醇(10-2 g/mL)和辛醛(10-6 g/mL)显著排斥该蜂(P<0.05);(3)选择24种茶鲜叶气味组分为味源,发现十八醇(10-4 g/mL)、正辛醇(10-2 g/mL)、吲哚(10-6 g/mL)、柠檬醛(10-2 g/mL)、薄荷醇(10-6 g/mL)、β-石竹烯(10-4 g/mL)、薄荷酮(10-4、10-2 g/mL)显著引诱该蜂(P<0.05),而邻甲苯酚(10-2 g/mL)、香茅醇(10-6 g/mL)、1,3-丙二醇(10-2 g/mL)、α-松油烯(10-6 g/mL)、正戊醇(10-4 g/mL)显著排斥该蜂(P<0.05)。结果表明,茶树花和茶叶挥发物主要成分显著引诱中华蜜蜂,尤其是茶树花香气中含量高的苯乙酮和芳樟醇强烈引诱该蜂,引导蜜蜂寻觅花期的茶园。(4)萜类化合物在植物之间以及植物与昆虫之间的信息交流中起着重要作用,本研究发现茶树花含有的α-法尼烯对中华蜜蜂表现出强烈引诱效应。在α-法尼烯的生物合成途径中,α-法尼烯合成酶是其合成过程中最直接的限速酶,对α-法尼烯的合成有非常重要的调控作用。本研究克隆了茶树花α-法尼烯合成酶基因(CsFAS)的全长cDNA序列,GenBank登录号为MH686504。CsFAS的cDNA全长2082 bp,包括一个1683 bp的完整开放阅读框,编码560个氨基酸残基的蛋白,还含有一个长75 bp的5’引导序列和一个长324 bp的3’非翻译区。编码的氨基酸序列中含有一个RR(X8)W区域和一个DDXXD区域。还成功构建了CsFAS基因的原核表达载体,发现此蛋白主要以包涵体形式表达。
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