陳振艷，張相琴，陳蘭，謝思藝，劉碩謙,2*，田娜,2*

茶樹基因家族的鑒定及表達(dá)分析

陳振艷1，張相琴1，陳蘭1，謝思藝1，劉碩謙1,2*，田娜1,2*

1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)系，湖南 長沙 410128

NUDIX水解酶屬于焦磷酸酶，在信息傳遞、植物生長協(xié)調(diào)和響應(yīng)逆境脅迫等方面起著重要作用。基于茶樹（）基因組鑒定出43個(gè)家族基因，并運(yùn)用生物信息學(xué)和實(shí)時(shí)熒光定量PCR等方法對(duì)其分析。結(jié)果表明，43個(gè)CsNUDXs蛋白質(zhì)分子量介于11.8～89.2?kDa，氨基酸長度為102～342個(gè)，理論等電點(diǎn)為4.49～9.26，18.6%的蛋白為穩(wěn)定性蛋白；根據(jù)進(jìn)化關(guān)系將分為6個(gè)亞家族；啟動(dòng)子順式作用元件分析發(fā)現(xiàn)具有許多與激素響應(yīng)、逆境脅迫和生長發(fā)育等調(diào)控相關(guān)的作用元件；對(duì)家族基因在不同器官表達(dá)模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)、在果實(shí)中表達(dá)量較高，而、在果實(shí)中表達(dá)量極低，在老葉中表達(dá)量極低；不同處理組的實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果表明，1?mmol·L-1茉莉酸甲酯（MeJA）處理下、和等表達(dá)量呈現(xiàn)先升后降再升的趨勢(shì)，而1?mmol·L-1水楊酸（SA）處理下、和等表達(dá)量則呈現(xiàn)先降后升再降的趨勢(shì)，300?mmol·L-1NaCl處理下和等表達(dá)量呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。本研究應(yīng)用生物信息學(xué)技術(shù)初步解析了的基本特征和功能，發(fā)現(xiàn)可響應(yīng)高鹽脅迫和MeJA、SA處理。

茶樹；基因家族；非生物脅迫；表達(dá)分析

NUDIX水解酶（Nucleoside diphosphate linked to x hydrolases）是一類能夠催化水解核苷糖、二核苷多聚磷酸鹽和三磷酸核苷等多類有機(jī)焦磷酸鹽的焦磷酸酶[1]，廣泛分布在生物體內(nèi)。大腸桿菌中MutT（NudA）是最早被發(fā)現(xiàn)的NUDIX水解酶，故NUDIX水解酶家族又被稱為MutT家族[2]。該家族特征是具有一段高度保守的氨基酸序列——GX5EX7REUXEEXGU（其中U表示疏水基團(tuán)，X表示任意氨基酸），當(dāng)其核心序列REUXEEX中的谷氨酰胺殘基與二價(jià)陽離子結(jié)合時(shí)，NUDIX蛋白發(fā)揮作用[2-3]。

NUDIX水解酶在植物逆境脅迫響應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用。干旱脅迫下，過表達(dá)山桃（）可提高、和等抗性基因的表達(dá)，有效減少煙草的干旱損傷[4]；敲除擬南芥（）中的基因會(huì)降低其抗氧化脅迫能力[5]，當(dāng)被沉默后會(huì)誘導(dǎo)防御相關(guān)基因的表達(dá)，并提高植物對(duì)丁香假胞菌的抗性[6]；過表達(dá)可維持植物體內(nèi)正常的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）和腺苷三磷酸（Adenosine triphosphate，ATP）含量，增強(qiáng)植物抗氧化脅迫的能力[5,7]。此外，NUDIX水解酶也廣泛參與了植物激素信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。對(duì)山桃苗進(jìn)行脫落酸（Abscisicacid，ABA）處理后，會(huì)受到明顯誘導(dǎo)，且轉(zhuǎn)基因煙草中的和等ABA信號(hào)通路中關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄水平明顯高于野生型（WT），而的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于WT，表明可調(diào)控ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[4]；是NPR1依水楊酸（Salicylic acid，SA）信號(hào)通路的陽性調(diào)節(jié)因子，敲除或過表達(dá)會(huì)使參與SA誘導(dǎo)NPR1激活過程中相關(guān)基因和的表達(dá)量增加或降低[4,8]；與野生型相比，和基因共缺失型擬南芥的差異基因?qū)岳蛩峒柞ィ∕ethyl jasmonate，MeJA）的響應(yīng)顯著[9]。目前，家族已經(jīng)在擬南芥[10]、陸地棉（）[11]、桃樹（）[4]、玫瑰（）[12]、甘菊（）[13]、大豆（）[14]和葡萄（）[15]等植物中被鑒定，其在擬南芥中響應(yīng)植物激素和逆境脅迫的作用機(jī)制已逐漸被揭開，但在茶樹中的研究尚淺[16]。

因此本研究基于茶樹基因組數(shù)據(jù)庫，對(duì)茶樹家族基因進(jìn)行全基因組鑒定，并分析茶樹基因家族成員在不同器官及高鹽脅迫和激素處理（MeJA和SA）下的表達(dá)模式，為進(jìn)一步探究家族基因在茶樹中的作用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以碧香早茶樹枝梢為試驗(yàn)材料，采自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉研究所茶園（113° E，28° N）。

高鹽處理：將長勢(shì)一致且生長狀況良好的茶樹枝梢插入300?mmol·L-1NaCl溶液中。激素處理：向茶樹枝梢分別噴灑1?mmol·L-1MeJA溶液和1?mmol·L-1SA溶液，以液體布滿葉片為標(biāo)準(zhǔn)；并將插入ddH2O中的茶樹枝梢作為對(duì)照。將以上處理材料放入溫度為(25±2)℃、相對(duì)濕度為70%～75%、光照周期為14?h光/10?h暗的氣候室中進(jìn)行培養(yǎng)。在處理0、3、9、24?h和48?h后隨機(jī)摘取3～5片嫩葉，取樣后進(jìn)行液氮冷凍固樣，置于–80?℃保存?zhèn)溆?，每個(gè)處理3次生物學(xué)重復(fù)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1基因家族的篩選

從茶樹基因組數(shù)據(jù)庫（http://teaplant.org/index.html）中下載茶樹的全基因組數(shù)據(jù)，從擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫（https://www. arabidopsis.org）中下載擬南芥NUDIX蛋白序列，用于后續(xù)分析。以擬南芥的25個(gè)NUDIX蛋白序列為參考，在茶樹基因組數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BlastP比對(duì)，設(shè)定閾值E<1E-6，獲得潛在的基因家族序列；從PFAM（http://pfam. xfam.org）數(shù)據(jù)庫中下載NUDIX基因特有的保守結(jié)構(gòu)域模型（PF00293），并通過HMMER 3.0軟件中的hmmersearch搜索鑒定含有NUDIX保守結(jié)構(gòu)域的茶樹蛋白序列。合并已獲得的兩個(gè)推定的蛋白序列文件，提交至SMART（http://smart.embl-heidelberg.de）、PFAM和NCBI-CDD（http://www.ncbi.nlm.nih.gov）等網(wǎng)站進(jìn)行驗(yàn)證，整理并剔除冗余序列，獲得最終的茶樹NUDIX基因家族成員。

1.2.2 CsNUDXs蛋白理化性質(zhì)及亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)

利用ExPASy Compute pI/Mw（http://web. expasy.org/compute_pi）對(duì)NUDIX蛋白的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，用WoLF PSORT（https://wolfpsort. hgc.jp）工具預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位。

1.2.3系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、基因結(jié)構(gòu)和基序分析

通過MEGA 7.0軟件對(duì)茶樹和擬南芥的NUDIX蛋白序列進(jìn)行多序列比對(duì)，并采用鄰近連接法（Neighbour-joining method）構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，校驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為1?000次[17]。將家族基因的編碼序列（Coding sequence，CDS）提交至MEME網(wǎng)站（https:// meme-suite.org）進(jìn)行基因基序分析，基序數(shù)目設(shè)置為10個(gè)，氨基酸長度設(shè)置為6～55個(gè)，其余參數(shù)為默認(rèn)。通過TBtools[18]軟件進(jìn)行可視化分析。

1.2.4染色體定位和啟動(dòng)子順式元件分析

利用HMMER 3.0軟件中的perl腳本從茶樹基因組注釋信息中獲取在染色體上的起始位置，并通過MG2C（http://mg2c. iask.in/mg2c_v2.1）進(jìn)行可視化。運(yùn)用TBtools軟件提取上游2?000?bp的序列，通過PlantCare（http://bioinformatics. psb. ugent. be/webtools/plantcare）網(wǎng)站進(jìn)行啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測(cè)，并通過TBtools[18]軟件進(jìn)行可視化。

1.2.5表達(dá)模式分析

從茶樹基因組數(shù)據(jù)庫中下載茶樹8個(gè)不同器官（頂芽、嫩葉、成熟葉、老葉、莖、根、花和果實(shí)）中的表達(dá)量數(shù)據(jù)，篩選高表達(dá)的家族成員，并通過TBtools[18]軟件進(jìn)行可視化。

1.2.6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析

利用FastPure?Universal Plant Total RNA Isolation Kit（諾唯贊，南京）分別提取對(duì)照組和3個(gè)處理組（NaCl、MeJA和SA）的茶樹嫩葉總RNA，并通過超微量紫外分光光度計(jì)（賽默飛，美國）和1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)其完整性、純度和濃度。使用Fastking gDNA Dispelling RT SuperMix Kit（天根，北京）將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。

2 結(jié)果與分析

2.1 CsNUDXs基因家族的篩選及理化性質(zhì)

從茶樹基因組中共鑒定到43個(gè)基因，根據(jù)其在染色體上的位置進(jìn)行命名，并進(jìn)一步對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)分析。結(jié)果表明，茶樹NUDIX含有氨基酸殘基為102～342個(gè)；分子量為11.8～89.2?kDa；脂肪族指數(shù)為50.67～103.67；理論等電點(diǎn)（pI）介于4.49～9.26，其中pI＜7的CsNUDXs蛋白達(dá)到70%以上。43個(gè)CsNUDXs蛋白中僅有CsNUDX1、CsNUDX3、CsNUDX6、CsNUDX10、CsNUDX21、CsNUDX22、CsNUDX30和CsNUDX31的不穩(wěn)定指數(shù)低于40，其余均為不穩(wěn)定蛋白。除CsNUDX36和CsNUDX29外，其余CsNUDIXs蛋白均為親水性蛋白。亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)結(jié)果顯示（表2），主要分布在細(xì)胞核、葉綠體、線粒體中。

2.2 CsNUDXs系統(tǒng)進(jìn)化

將茶樹和擬南芥的基因家族成員構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹。結(jié)果表明（圖1），茶樹基因家族可分為6個(gè)亞家族，分別含有10、3、10、8、3個(gè)和9個(gè)。其中（CSS0008608.1）和（CSS0042662.1）、（CSS0021705.1）和（CSS0015340.1）等26個(gè)基因在進(jìn)化樹上分別成對(duì)出現(xiàn)，說明它們進(jìn)化關(guān)系較近；（CSS0000911.1）、（CSS0028900.1）、（CSS0035220.1）、（CSS0026873.1）和（CSS0026618.1）等5個(gè)與進(jìn)化關(guān)系較近。

表1 CsNUDXs表達(dá)分析的實(shí)時(shí)熒光定量PCR引物

表2 CsNUDXs的亞細(xì)胞定位

2.3 CsNUDXs結(jié)構(gòu)和基序分析

對(duì)43個(gè)的保守基序進(jìn)行分析，共鑒定出10個(gè)保守基序，依次命名為motif 1 ～motif 10（圖2）。所包含的基序數(shù)量介于1～6，其中motif 1出現(xiàn)最頻繁，其次是motif 10、motif 7和motif 6。均含有motif 1，motif 10為亞家族Ⅰ和亞家族Ⅵ共有；此外，motif 2、motif 5和motif 8僅存在于亞家族Ⅲ中，motif 3、motif 4和motif 9僅存在于亞家族Ⅵ中。

對(duì)6個(gè)亞家族的的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)（圖3），亞家族Ⅰ中內(nèi)含子數(shù)目為1～7，其中和內(nèi)含子數(shù)目最多，為7個(gè)；亞家族Ⅱ中的含有20個(gè)內(nèi)含子，和各有5個(gè)內(nèi)含子；亞家族Ⅲ中除（4個(gè)內(nèi)含子）和（5個(gè)內(nèi)含子）外，其余基因均有3個(gè)內(nèi)含子；亞家族Ⅳ的內(nèi)含子數(shù)目為3～5，、和均有3個(gè)內(nèi)含子；亞家族Ⅴ中和有7個(gè)內(nèi)含子，僅有4個(gè)內(nèi)含子；亞家族Ⅵ的內(nèi)含子數(shù)目為5～8。綜上所述，各亞家族中內(nèi)含子數(shù)量差異較大，但同一亞家族中內(nèi)含子個(gè)數(shù)相同的基因結(jié)構(gòu)更為相似。

2.4 CsNUDXs染色體分布和啟動(dòng)子順式作用元件分析

染色體分布結(jié)果顯示（圖4），有39個(gè)不均勻的分布在Chr1、Chr2、Chr4、Chr5、Chr6、Chr7、Chr8、Chr10、Chr12、Chr14和Chr15號(hào)染色體上。其中Chr12號(hào)染色體有6個(gè)，Chr6和Chr8號(hào)染色體各有5個(gè)，Chr1、Chr2、Chr5和Chr7號(hào)染色體各有4個(gè)，Chr14號(hào)染色體有3個(gè)，Chr10號(hào)染色體有2個(gè)，Chr4和Chr15號(hào)染色體各有1個(gè)；、、、這4個(gè)基因未定位在染色體上。

圖1 茶樹和擬南芥NUDIX基因家族的系統(tǒng)進(jìn)化樹

圖2 茶樹NUDIX基因的motif分析

圖3 茶樹NUDIX基因結(jié)構(gòu)分析

對(duì)上游2?000?bp的啟動(dòng)子區(qū)域進(jìn)行順式作用元件分析，結(jié)果顯示（圖5），除了含有基礎(chǔ)的作用元件外（如和轉(zhuǎn)錄相關(guān)的TATA-box、CAAT-box等），還含有與光響應(yīng)、激素響應(yīng)、逆境脅迫和生長發(fā)育調(diào)控等相關(guān)的順式作用元件。

2.5 CsNUDXs在茶樹不同器官的表達(dá)分析

在不同器官表達(dá)模式分析結(jié)果顯示（圖6），在頂芽中表達(dá)量較高的基因有和，嫩葉中表達(dá)量較高的基因有、和，成熟葉中表達(dá)量較高的基因有、、和，老葉中表達(dá)量較高的基因有和，莖中表達(dá)量較高的基因有、和，根中表達(dá)量較高的基因有、、和等，花中表達(dá)量較高的基因有、和，、和在果實(shí)中表達(dá)量較高；此外，和在果實(shí)中表達(dá)量極低，在老葉中表達(dá)量極低，這表明在茶樹不同器官中具有表達(dá)特異性。

圖4 茶樹NUDIX基因在茶樹染色體上的定位

注：A表示光響應(yīng)，B表示脫落酸響應(yīng)，C表示損傷響應(yīng)，D表示低溫響應(yīng)，E表示赤霉素響應(yīng)，F(xiàn)表示胚乳特異性負(fù)表達(dá)，G表示水楊酸響應(yīng)，H表示干旱反應(yīng)，I表示激素響應(yīng)，J表示類黃酮合成基因調(diào)控，K表示玉米醇溶蛋白代謝調(diào)節(jié)，L表示種子特異性調(diào)節(jié)，M表示分生組織表達(dá)，N表示逆境脅迫，O表示缺氧反應(yīng)，P表示厭氧反應(yīng)，Q表示茉莉酸甲酯響應(yīng)

2.6 CsNUDXs在MeJA、SA及NaCl處理下的表達(dá)模式

篩選出、、和等9個(gè)在茶樹不同器官中表達(dá)量較高且含有大量與激素響應(yīng)或非生物脅迫相關(guān)元件的基因做進(jìn)一步的驗(yàn)證。

由圖7可知，在MeJA處理下，、、和的表達(dá)量較高，的表達(dá)量持續(xù)上升，其余基因在處理后的表達(dá)量均呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)。

在SA處理下（圖8），和的表達(dá)量在0～9?h下降，9～24?h上升，然后繼續(xù)呈下降趨勢(shì)；和的表達(dá)量在處理0～3?h后下降，3～24?h上升，然后呈下降趨勢(shì)；和的表達(dá)量在處理0～3?h上升，3～9?h下降，9～24?h上升，然后繼續(xù)下降趨勢(shì)，其中表達(dá)量較高。

在NaCl處理下（圖9），和的表達(dá)量較高。其中，和的表達(dá)量在處理后0～3?h增加，之后呈下降趨勢(shì)；的表達(dá)量在處理后0～3?h和9～24?h上升，3～9?h和24?h之后呈下降趨勢(shì)；在處理后0～3?h增加，3～9?h下降，之后呈上升趨勢(shì)。

3 討論

NUDIX水解酶可以降解植物體內(nèi)積累過多的有害代謝物，在信息傳遞、生長協(xié)調(diào)和機(jī)體保護(hù)等方面起著重要作用[20]。本研究基于茶樹全基因組數(shù)據(jù)共鑒定出43個(gè)茶樹基因。在分析43個(gè)茶樹基因保守基序時(shí)發(fā)現(xiàn)，每個(gè)基因中包含的基序數(shù)量在1～6，且進(jìn)化關(guān)系較近的在基序的種類和長度上都較相似，這可能是由于同一亞家族的基因在功能選擇和長期進(jìn)化下形成的[21]；其中，motif 1為各共有，表明它可能承擔(dān)著重要且相似的功能；motif 10為亞家族Ⅰ和亞家族Ⅵ共有，推測(cè)亞家族Ⅰ和亞家族Ⅵ的行使的功能可能有交叉。真核生物基因組的復(fù)雜程度與內(nèi)含子數(shù)量有關(guān)[22]，基因間內(nèi)含子數(shù)目差異易導(dǎo)致形成不同的可變剪切體，基因組中的可變剪切體可增強(qiáng)茶樹對(duì)非生物脅迫的抗逆能力[23]；本研究發(fā)現(xiàn)大部分家族基因的內(nèi)含子數(shù)目介于1～20，且6個(gè)亞家族間存在差異（Ⅰ類：1～7，Ⅱ類：5～20，Ⅲ、Ⅳ類：3～5，Ⅴ類：4～7，Ⅵ類：5～8），家族基因的內(nèi)含子數(shù)目差異可能導(dǎo)致形成不同的可變剪切體進(jìn)而增強(qiáng)茶樹的抗逆能力。在鹽脅迫環(huán)境中，過量的Na+取代植物生長必需的K+，且Na+、Cl-與蛋白質(zhì)或氨基酸結(jié)合時(shí)會(huì)降低蛋白質(zhì)或氨基酸的活性，鹽脅迫引起的滲透脅迫和營養(yǎng)不協(xié)調(diào)進(jìn)一步引起氧化脅迫，使植物的光合作用和呼吸作用的電子鏈發(fā)生斷裂，最終導(dǎo)致植物死亡[24]。研究發(fā)現(xiàn)，甘菊在NaCl澆灌處理后，在0～48?h的表達(dá)量先上升后下降，表明可響應(yīng)鹽脅迫，可能通過降低超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶（Catalase，CAT）活性[25]、增加過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性以提升甘菊清除活性氧的能力，進(jìn)而提升了甘菊適應(yīng)鹽脅迫的能力[13]。茶樹在響應(yīng)鹽脅迫時(shí)，表達(dá)量也呈先升后降的趨勢(shì)，因此推測(cè)可能通過清除茶樹體內(nèi)的活性氧參與了茶樹響應(yīng)鹽脅迫的過程。

注：AB表示頂芽，YL表示嫩葉，ML表示成熟葉，OL表示老葉，S表示莖，R表示根，F(xiàn)L表示花，F(xiàn)R表示果實(shí)

注：不同大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平差異顯著，下同

本研究還發(fā)現(xiàn)，在啟動(dòng)子區(qū)富含激素響應(yīng)相關(guān)的作用元件，表明可能通過多個(gè)順式作用元件參與茶樹對(duì)激素的響應(yīng)過程。在SA處理下呈現(xiàn)先上升后下降的表達(dá)趨勢(shì)，敲除或者過表達(dá)會(huì)使得參與到SA誘導(dǎo)NPR1激活過程中的相關(guān)基因和的表達(dá)量上升或下降，表明可正向調(diào)節(jié)SA誘導(dǎo)NPR1激活過程進(jìn)而影響植物免疫反應(yīng)[8]；甘菊的表達(dá)量在SA的誘導(dǎo)下也先上升后下降[13]。本研究發(fā)現(xiàn)和的表達(dá)量在SA處理后也呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，這與和表達(dá)模式相同，說明和可能通過正向調(diào)節(jié)SA誘導(dǎo)NPR1激活過程參與茶樹對(duì)SA的響應(yīng)。MeJA是植物體內(nèi)重要的脂類衍生化合物，可作為信號(hào)分子和生長調(diào)節(jié)物質(zhì)參與到植物的生長發(fā)育和對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)等過程[26]。MeJA可通過加深植物因鹽脅迫導(dǎo)致的生長抑制，降低6-芐氨基腺嘌呤（6-Benzylaminopurine，6-BA）和赤霉素（Gibberellin，GA）等植物激素的轉(zhuǎn)錄水平，使植株能更有效地進(jìn)行離子穩(wěn)態(tài)、滲透調(diào)節(jié)和抗氧化防御等反應(yīng)[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，在MeJA處理下大部分的表達(dá)模式有差異，表明響應(yīng)MeJA刺激的作用機(jī)制不同。

圖8 外源SA處理下部分CsNUDXs的相對(duì)表達(dá)量

圖9 外源NaCl處理下部分CsNUDXs的相對(duì)表達(dá)量

此外，NUDIX水解酶在植物生長過程中起著重要的協(xié)調(diào)作用[15]，亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)結(jié)果顯示主要分布在細(xì)胞核、葉綠體、線粒體中，這與大豆（）的結(jié)果一致[14]，說明可能在細(xì)胞核、葉綠體和線粒體中發(fā)揮作用。玫瑰在花瓣中表達(dá)量最高，且花發(fā)育后期香氣散發(fā)達(dá)到最大時(shí)表達(dá)量持續(xù)增加，而抑制的表達(dá)后玫瑰芳香物質(zhì)合成減少[28]。玫瑰品種唐紅中的表達(dá)量與花朵開放程度呈正相關(guān)，且主要芳香成分也隨花朵開放程度增加而增加，在盛開期達(dá)到最高；將轉(zhuǎn)入矮牽牛（Vilm）中可顯著增加矮牽牛的主要香氣成分含量，且感官上可聞到濃郁香氣，過表達(dá)也可顯著增強(qiáng)矮牽?；ㄏ愕臐庥舫潭萚29]。以上結(jié)果表明，家族基因的組織表達(dá)特異性與其功能具有較高的相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)，和在花中表達(dá)量較高而在其他組織部位中表達(dá)量極低，推測(cè)其主要在花中發(fā)揮作用。

本研究首次對(duì)全基因組進(jìn)行了鑒定和表達(dá)模式分析，在43個(gè)的啟動(dòng)子區(qū)發(fā)現(xiàn)了許多與光響應(yīng)、激素響應(yīng)和逆境脅迫相關(guān)的作用元件，且在茶樹各組織中均有表達(dá)，表明參與茶樹的生長發(fā)育調(diào)控。此外，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)了9個(gè)在SA、MeJA和NaCl處理下的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)其均可響應(yīng)SA、MeJA和NaCl處理。綜上所述，可以響應(yīng)多種逆境脅迫，但在協(xié)調(diào)茶樹生長發(fā)育和響應(yīng)逆境脅迫過程中的具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探清。

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Identification and Expression Pattern Analysis ofGene Family in

CHEN Zhenyan1, ZHANG Xiangqin1, CHEN Lan1, XIE Siyi1, LIU Shuoqian1,2*, TIAN Na1,2*

1. Key Laboratory of Tea Science of Ministry of Education, Changsha 410128, China; 2. Department of tea science, College of horticulture, Hunan Agricultural university, Changsha 410128, China

NUDIX hydrolase belongs to pyrophosphatase, which plays an important role in information transmission, plant growth coordination and responses to adversity stresses. In this study, 43family genes were identified based on the tea () genome, and analyzed by bioinformatics and fluorescence quantitative PCR. The results show that the protein molecular weight of 43 CsNUDXs rang from 11.8～89.2?kDa, with 102 to 342 amino acids. The theoretical isoelectric point was from 4.49 to 9.26, and 18.6% of them were stable proteins. According to the evolutionary relationship,is divided into six subfamilies.-acting element analysis of promoter shows thathave many functional elements related to hormone response, adversity stress, growth and development. The expression patterns ofin different organs were analyzed. It was found that the expression levels ofandwere high in fruits, while the expression levels ofandwere extremely low in fruits, and the expression level ofwas extremely low in old leaves. In addition, the results of real-time fluorescence quantitative PCR show that the expression levels of, such as,andincreased first, then decreased and then increased under the treatment of 1?mmol·L-1MeJA. However, under the treatment of 1?mmol·L-1SA, the expression levels of,anddecreased first, then increased and then decreased. While under the treatment of 300?mmol·L-1NaCl, the expression levels of,andincreased first and then decreased. In summary, the basic characteristics and functions ofwere preliminarily analyzed by bioinformatics technology, and it was found thatcould respond to high salt stress, MeJA and SA treatments.

,gene family, abiotic stress, expression analysis

S571.1；Q786

A

1000-369X(2023)02-159-14

2023-01-17

2023-03-04

國家自然科學(xué)基金（32172629）、湖南省種業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目（2021NK1008）

陳振艷，女，碩士研究生，主要從事茶樹栽培育種及分子生物學(xué)方面研究。*通信作者：shuoqianliu@hunau.net；tianna5678@163.com