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        茶樹丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶基因的克隆與表達(dá)分析

        2016-09-21 09:51:57白培賢王麗鴛韋康阮麗成浩張芬張成才
        茶葉科學(xué) 2016年4期
        關(guān)鍵詞:丙氨酸基轉(zhuǎn)移酶擬南芥

        白培賢,王麗鴛,韋康,阮麗,成浩,張芬,張成才

        1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/國家茶樹改良中心/農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310008;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,北京 100081

        茶樹丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶基因的克隆與表達(dá)分析

        白培賢1,2,王麗鴛1*,韋康1,阮麗1,成浩1,張芬1,2,張成才1,2

        1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/國家茶樹改良中心/農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310008;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,北京 100081

        丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Alanine Aminotransferase,AlaAT)是與碳氮代謝相關(guān)的一種重要酶類。采用反轉(zhuǎn)錄PCR的方法克隆了茶樹CsAlaAT1的cDNA序列,該序列全長1 747 bp,包含一個(gè)完整的ORF(1 626 bp),編碼 541個(gè)氨基酸,推導(dǎo)的蛋白質(zhì)分子量為 59.4 kD,理論等電點(diǎn)(pI)為 5.82。同源比對結(jié)果表明,CsAlaAT1含有丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶亞家族保守的輔酶磷酸吡哆醛結(jié)合位點(diǎn),其氨基酸序列與擬南芥 AtAlaAT1蛋白的相似性為84%。二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示該蛋白由α-螺旋(40.67%)、無規(guī)則卷曲(29.57%)、β-折疊(13.68%)和延伸鏈(16.08%)組成,定位于線粒體,不含信號肽與跨膜結(jié)構(gòu)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-PCR)檢測發(fā)現(xiàn)CsAlaAT1在茶樹各組織中均有表達(dá),在根中的表達(dá)量最高;CsAlaAT1基因表達(dá)對氮素的響應(yīng)研究表明,成熟葉中CsAlaAT1受氮素誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá),高濃度(1 mmol·L-1NH4NO3)氮素的誘導(dǎo)效應(yīng)比低濃度(0.1 mmol·L-1NH4NO3)氮素誘導(dǎo)效應(yīng)更強(qiáng)烈;在根中,處理24 h后,高氮誘導(dǎo)CsAlaAT1上調(diào)表達(dá),低氮誘導(dǎo)CsAlaAT1下調(diào)表達(dá)。

        茶樹;丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶;克??;表達(dá);氮素誘導(dǎo)

        氮素是植物生長發(fā)育過程中需求量最大的礦質(zhì)元素,氮素供應(yīng)不足會嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。為了保證產(chǎn)量,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中往往施用大量氮肥。但是大多數(shù)農(nóng)作物對氮肥的利用率只有三分之一,其余因流失而造成環(huán)境污染[1]。因此借助基因工程手段培育氮高效利用品種,成為降低氮肥施用量、減少環(huán)境污染的有效途徑之一[2]。

        茶樹作為葉用作物,其氮素利用率只有18.4%~44.7%[3],選育氮素利用效率高的品種一直是茶樹育種工作者的目標(biāo)之一。茶樹的氮素吸收利用率主要取決于其吸收、同化以及運(yùn)輸分配到收獲器官中的能力。目前茶樹中氮素吸收同化相關(guān)基因NR[4](Nitrate reductase)、NRT[5-6](Nitrate transporters)、GS[7](Glutamine synthetase)、GOGAT(Glutamine-α-oxoglutarate aminotransferase )、GDH[8](Glutamate dehydrogenase)以及相關(guān)的 DOF轉(zhuǎn)錄因子[9]已經(jīng)被克隆。近來研究發(fā)現(xiàn),氮素同化的下游途徑基因也可以調(diào)控植物對氮素的吸收利用[10]。

        丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Alanine aminotransferase,AlaAT)催化丙氨酸和α-酮戊二酸形成丙酮酸和谷氨酸[11],是植物體內(nèi)與碳氮代謝相關(guān)的一種重要酶類[12]。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶家族包含 4個(gè)成員,其中AlaAT1 和AlaAT2編碼AlaAT蛋白;GGAT1和GGAT2具有谷氨酸-乙醛酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Glutamateglyoxylate aminotransferase,GGAT)活性[13-14]。在擬南芥的葉、根和花器官[13],水稻的果實(shí)[15]、內(nèi)胚乳[16]中,均可檢測到AlaAT酶的活性。有研究顯示,AlaAT參與了光合作用的C4途徑[17-18]和 L-丙氨酸的轉(zhuǎn)氨降解途徑。植物AlaAT酶活性受到光照刺激的調(diào)控。例如,黃化的黍稷幼苗受到光刺激后,葉片中的AlaAT-2基因上調(diào)表達(dá)[18]。AlaAT酶活性還受到低氧脅迫的調(diào)控,參與解除低氧脅迫后丙氨酸的降解過程[2]。有研究將大麥[10-19]的HvAlaAT基因轉(zhuǎn)入水稻和歐洲油菜中,轉(zhuǎn)基因植株不僅產(chǎn)量得到顯著提高,其生物量也顯著增加,這暗示著AlaAT基因在以采葉為主的茶樹中,可能具有同樣的增產(chǎn)和改善氮素利用效率的作用,而茶樹上尚無關(guān)于AlaAT基因的報(bào)道。本研究根據(jù)茶樹根轉(zhuǎn)錄組測序獲得的AlaAT的 cDNA 全長序列,克隆了茶樹CsAlaAT1基因,并分析該基因的組織表達(dá)特性及氮素對該基因表達(dá)的影響,為進(jìn)一步研究該基因在氮素吸收利用及低氧脅迫中的作用提供研究基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1茶樹CsAlaAT1基因的克隆

        1.1.1總RNA提取和第一鏈cDNA的合成

        采用天根多糖多酚植物總RNA提取試劑盒(離心柱型),提取龍井43葉片中的總RNA,并用 1%的瓊脂糖凝膠檢測完整性,采用Takara PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。

        1.1.2目的基因的全長驗(yàn)證

        根據(jù)轉(zhuǎn)錄組中獲得的CsAlaAT1的核酸序列,用DNAStar軟件包中的EditSeq軟件查找該基因的開放閱讀框(ORF),并根據(jù)ORF兩側(cè)的序列設(shè)計(jì)引物,正向引物:GTGCAAAATGTGGAAATTCGTAGC;反向引物:CAAGGGGCAAGGTTGGATTTG。用該引物做PCR對CsAlaAT1基因的ORF進(jìn)行擴(kuò)增,以 0.5 μL第一鏈 cDNA為模板,加入10×LA Taq bufferⅡ(Mg2+,plus)5 μL,dNTPMix(2.5 mmol·L-1each)8 μL,正反向引物各 1.5 μL,LA Taq(50 U·μL-1)0.5 μL,加滅菌的ddH2O至20 μL。反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性,94℃變性30 s,60℃退火30 s,72℃延伸2 min,30個(gè)循環(huán),72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證目標(biāo)條帶,用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit進(jìn)行回收,回收產(chǎn)物鏈接pMD18-T載體后,轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞,菌落PCR挑選陽性克隆送往上海華津生物科技有限公司測序。測序結(jié)果用 MEGA 6.0軟件比對后發(fā)現(xiàn)克隆的cDNA序列具有CsAlaAT1基因完整的ORF。

        1.2生物信息學(xué)分析

        采用BioEdit軟件對本研究獲得的CsAlaAT1基因的cDNA序列進(jìn)行ORF查詢后輸出氨基酸序列。在ExPASy網(wǎng)站(http://www.expasy.org/resources)用ProtParam軟件推導(dǎo)蛋白質(zhì)的分子量和理論等電點(diǎn),SignalP預(yù)測信號肽,TMHMM預(yù)測跨膜螺旋,PredictProtein進(jìn)行蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測和亞細(xì)胞定位。在NCBI網(wǎng)站上swiss-prot數(shù)據(jù)庫中搜索CsAlaAT1的同源蛋白,用MEGA 6.0鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹,并在ClustalW軟件上進(jìn)行多序列比對,在 GeneDoc中編輯輸出。SWISS-MODEL模擬 CsAlaAT1蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu),并用Swiss-PdbViewer編輯輸出。

        1.3氮素響應(yīng)試驗(yàn)

        參試材料為龍井43、中茶108和中茶302 等3個(gè)品種的2年生扦插苗,水培于溫室中。水培溶液的配方參照Ruan等[20]稍作調(diào)整,包括大量元素N(0.2 mmol·L-1或2 mmol·L-1),P(0.07 mmol·L-1),K(0.67 mmol·L-1),Ca(0.53 mmol·L-1),Mg(0.67 mmol·L-1)和微量元素Zn(0.67 μmol·L-1),Cu(0.13 μmol·L-1),Mn(1.0 μmol·L-1),B(7.0 μmol·L-1),Mo(0.33 μmol·L-1),F(xiàn)e(4.2 μmol·L-1),Al(70 μmol·L-1)及EDTA鹽(4.2 μmol·L-1)。

        長勢良好的茶苗氮饑餓預(yù)培養(yǎng)兩周后,分別在低氮(0.1 mmol·L-1NH4NO3)和高氮(1 mmol·L-1NH4NO3)濃度的營養(yǎng)液中進(jìn)行處理,每隔2 d換一次營養(yǎng)液。于氮素處理后0、24、72、120、168 h時(shí)取樣,第一次取樣時(shí)間為上午10:00,每次取3株茶苗的一芽二葉,成熟葉和嫩根組織,用蒸餾水清洗后轉(zhuǎn)入液氮,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.4茶樹CsAlaAT1基因的表達(dá)分析

        利用在線軟件Primer-blast設(shè)計(jì)熒光定量PCR引物,正向引物:TCCCGGTCTATG GGGTATGG,反向引物:CTCCAACCTT GGGAGGGTTC,反應(yīng)體系參照胡娟等[9]。反應(yīng)程序:95℃ 30 s,95℃ 5 s,60℃ 34 s,40個(gè)循環(huán);95℃ 15 s,60℃ 1 min,95℃ 15 s。反應(yīng)在 ABI 7500實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀上進(jìn)行,4次技術(shù)性重復(fù),以GAPDH為內(nèi)參基因,用法計(jì)算結(jié)果。

        2 結(jié)果與分析

        2.1CsAlaAT1基因的克隆與序列分析

        反轉(zhuǎn)錄PCR擴(kuò)增得到CsAlaAT1的cDNA(圖1)。經(jīng)測序,獲得的cDNA全長1 747 bp,編碼序列區(qū)長度為1 626 bp,編碼541個(gè)氨基酸殘基。預(yù)測的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量為 59.4 kD,理論等電點(diǎn)(pI)為5.82,總平均親水性:-0.174,為親水性蛋白,不穩(wěn)定指數(shù):47.40,表示該蛋白在植物體內(nèi)可能不穩(wěn)定。

        圖1 CsAlaAT1基因RT-PCR電泳結(jié)果Fig.1 Electrophoresis results of CsAlaAT1 cloning by RT-PCR

        注:a:磷酸吡哆醛結(jié)合位點(diǎn);b:同源二聚體接觸面;c:催化位點(diǎn)。AtAlaAT2:擬南芥AlaAT2(sp_Q9LDV4.1);AtAlaAT1:擬南芥AlaAT1(sp_F4I7I0.1);CsAlaAT1:茶樹AlaAT1;HvAlaAT2:大麥AlaAT2(sp_P52894.1);PmAlaAT2:黍稷AlaAT2(sp_P34106.1)。Note:a:pyridoxal 5′-phosphate binding site.b:homodimer interface.c:catalytic residue.AtAlaAT2:Arabidopsis thaliana AlaAT2(sp_Q9LDV4.1).AtAlaAT1:Arabidopsis thaliana AlaAT1(sp_F4I7I0.1).CsAlaAT1:Camellia sinensis AlaAT1.HvAlaAT2:Hordeum vulgare AlaAT2(sp_P52894.1).PmAlaAT2:Panicum miliaceum AlaAT2(sp_P34106.1).圖2 CsAlaAT1與其他植物AlaAT蛋白序列同源比對Fig.2 Alignment of the protein sequences of CsAlaAT1 and AlaATs from other species

        2.2同源比對和系統(tǒng)發(fā)生樹的構(gòu)建

        在NCBI網(wǎng)站上,將推測的CsAlaAT1氨基酸序列于swiss-prot數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLASTP同源序列搜索并進(jìn)行多序列比對(圖 2),結(jié)果顯示,CsAlaAT1與擬南芥(Arabidopsis thaliana)AlaAT1、AlaAT2,大麥(Hordeum vulgare)和黍稷(Panicum miliaceum)AlaAT2的相似性分別為 78%,84%,72%,79%,CsAlaAT1具有丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶亞家族保守的輔酶磷酸吡哆醛結(jié)合位點(diǎn),屬于丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶亞家族。將茶樹CsAlaAT1的氨基酸序列與擬南芥、水稻(Oryza sativa)、亞麻薺(Camelina sativa)、大豆(Glycine max)、黃瓜(Cucumis sativus)、玉米(Zea mays)、大麥7個(gè)物種的14條AlaAT蛋白序列在MEGA 6.0中進(jìn)行比對分析,并用鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(圖3)。結(jié)果表明,不同物種的AlaAT1 與AlaAT2蛋白并沒有聚在一起,表明AlaAT基因的演化情況比較復(fù)雜;茶樹AlaAT1與黃瓜 AlaAT2、大豆 AlaAT1聚在一起,推測CsAlaAT1與之具有相似的生物學(xué)功能。

        2.3CsAlaAT1的結(jié)構(gòu)預(yù)測

        二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示CsAlaAT1蛋白主要由α-螺旋(40.67%)和無規(guī)則卷曲(29.57%)組成,β折疊(13.68%)和延伸鏈(16.08%)僅占一小部分,不含信號肽(圖4左),無跨膜結(jié)構(gòu)(圖 4右),定位于線粒體(圖 5)。在SWISS-MODEL中進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(圖6),結(jié)果表明,CsAlaAT1蛋白為同源二聚體,其推測的催化位點(diǎn)為第358位的賴氨酸殘基。

        2.4CsAlaAT1基因的表達(dá)分析

        2.4.1組織表達(dá)特性

        將龍井43、中茶108和中茶302 3個(gè)品種的 2年生無性系茶苗在正常氮素濃度的營養(yǎng)液中培養(yǎng)7天后,對其一芽二葉、成熟葉和嫩根中CsAlaAT1基因的表達(dá)量進(jìn)行檢測,結(jié)果(圖7)顯示,CsAlaAT1基因在3個(gè)組織中均有表達(dá),且在根中的表達(dá)量高于一芽二葉和成熟葉。CsAlaAT1基因表達(dá)的組織特異性在品種間存在差異。龍井 43和中茶 108的CsAlaAT1基因在一芽二葉、成熟葉和嫩根中的表達(dá)量依次遞增,中茶302的CsAlaAT1基因表達(dá)量在嫩根、一芽二葉和成熟葉中依次遞減。

        圖3 不同物種AlaAT蛋白的系統(tǒng)發(fā)生樹Fig.3 Phylogenetic tree of AlaAT proteins from various species

        2.4.2CsAlaAT1基因時(shí)空表達(dá)對不同氮素水平的響應(yīng)

        氮饑餓2周后,高氮處理后茶苗的一芽二葉、成熟葉和根中CsAlaAT1基因的表達(dá)量均高于低氮處理(圖8)。表明CsAlaAT1基因表達(dá)對高氮素水平的響應(yīng)更強(qiáng)烈。

        高氮培養(yǎng)24 h內(nèi),CsAlaAT1基因在各組織的表達(dá)量均上調(diào),一芽二葉、成熟葉中的表達(dá)量分別增加到原始表達(dá)量的1.7和2.2倍,24 h后呈下降趨勢;一芽二葉中的表達(dá)量在120 h降至最低,之后又迅速增加;根中的表達(dá)量在 72 h達(dá)到最大,之后緩慢下降。在低氮水平下,一芽二葉中CsAlaAT1基因的表達(dá)量呈現(xiàn)略微上調(diào)趨勢;成熟葉中的表達(dá)量在72 h內(nèi)上調(diào),120 h之后逐漸下降;根中的表達(dá)量在24 h內(nèi)增長,之后呈下降趨勢,120 h達(dá)到最低,隨后又呈增加趨勢??傮w而言,高氮條件下,CsAlaAT1基因上調(diào)表達(dá);在低氮處理24 h之后,CsAlaAT1基因在一芽二葉和成熟葉中上調(diào)表達(dá),在根系中下調(diào)表達(dá)。

        圖4 SignalP和TMHMM軟件預(yù)測CsAlaAT1蛋白信號肽和跨膜螺旋Fig.4 Prediction of signal peptide and transmembrane helix in CsAlaAT1 by SignalP and TMHMM respectively

        圖5 PredictProtein預(yù)測CsAlaAT1的亞細(xì)胞位置Fig.5 Subcellular location prediction of CsAlaAT1 by PredictProtein

        圖6 通過在線軟件SWISS-MODEL預(yù)測的CsAlaAT1蛋白三維結(jié)構(gòu)Fig.6 Three-dimensional structure prediction of protein CsAlaAT1 by online software SWISS-MODEL

        圖7 CsAlaAT1基因在不同組織的表達(dá)水平Fig.7 Relative expression levels of CsAlaAT1 in different tissues of tea plants

        圖8 在低氮和高氮處理下茶樹CsAlaAT1基因不同時(shí)間的表達(dá)水平Fig.8 Time course of relative expression levels of CsAlaAT1 under low and high nitrogen levels

        3 討論

        3.1茶樹CsAlaAT1基因的克隆及其序列分析

        茶樹葉片中克隆出的CsAlaAT1基因編碼541個(gè)氨基酸,與擬南芥、大麥和黍稷的AlaAT相似性達(dá)70%以上,屬于丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶亞家族。預(yù)測CsAlaAT1不含信號肽,無跨膜結(jié)構(gòu),定位于線粒體。這與擬南芥AtAlaAT2同樣位于線粒體的預(yù)測結(jié)果相一致[14,21]。AtAlaAT位于線粒體可能與其代謝功能直接相關(guān)[22],線粒體 AlaAT似乎可以通過增加丙酮酸含量而激活線粒體中的交替氧化酶,從而調(diào)節(jié)植物的呼吸氧耗[23]。

        3.2CsAlaAT1組織表達(dá)特性及其對氮素響應(yīng)的時(shí)空表達(dá)差異

        Rocha等[12]研究表明 AlaAT-A類基因在根系和結(jié)節(jié)中表達(dá)量最高,因此推測,AlaAT基因功能的發(fā)揮可能更多地依賴于根系。Miyashita等[11]發(fā)現(xiàn)擬南芥 AlaAT基因主要在葉片和根系的維管組織中表達(dá),推測 AlaAT酶可能在丙酮酸或者丙氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮重要作用,有利于維持整株植物的碳氮平衡[23]。本研究組織表達(dá)特性檢測表明,CsAlaAT1基因在各組織中均有表達(dá),在根中表達(dá)量最高,這與其他植物中的研究結(jié)果一致。

        CsAlaAT1在不同品種間的表達(dá)特性也存在差異。中茶302的一芽二葉中,該基因的表達(dá)量高于成熟葉,為其他兩個(gè)品種一芽二葉中的2倍以上。有研究顯示,在相同栽培條件下,中茶 302茶苗的生長勢以及鮮葉產(chǎn)量均高于中茶108和龍井43[24],因此推測該基因表達(dá)量的品種間差異與生長勢差異相關(guān)。AlaAT是與氮代謝相關(guān)的一種酶,中茶302一芽二葉中CsAlaAT1的高表達(dá),可能有利于茶苗對氮素的利用,進(jìn)而促進(jìn)其生物量的增加。

        AlaAT基因的表達(dá)受氮素調(diào)控。Kendziorek等[22]研究表明,小麥在缺氮培養(yǎng)基上培養(yǎng)5 d后,芽和根中的AlaAT酶活性降低了一半以上,而在正常培養(yǎng)基上培養(yǎng)的小麥中,AlaAT酶活性保持不變。氮素脅迫解除后恢復(fù)供氮短期內(nèi),黍稷[17]葉片中AlaAT2基因的表達(dá)量增加了3倍,玉米[25]根系中的AlaAT基因的表達(dá)量增加了14倍。本研究對茶苗在氮饑餓2周后,分別用低氮和高氮進(jìn)行處理,恢復(fù)供氮24 h內(nèi),CsAlaAT1基因均上調(diào)表達(dá),表明茶樹CsAlaAT1基因?qū)Φ卣T導(dǎo)有響應(yīng)。高氮處理下,CsAlaAT1基因的表達(dá)量更高,表明CsAlaAT1基因的時(shí)空表達(dá)對高氮水平的響應(yīng)更強(qiáng)烈;其一芽二葉和成熟葉中表達(dá)量均增加了2倍左右,根系中增加了約1.2倍,較之黍稷葉片(3倍)和玉米根系(14倍),CsAlaAT1基因的表達(dá)增量較低。本研究推測茶樹作為木本植物,調(diào)控機(jī)制較為復(fù)雜,多途徑參與對氮素的響應(yīng)是造成該差異的原因。在根中,高氮處理24 h后,CsAlaAT1上調(diào)表達(dá),而低氮處理24 h后,CsAlaAT1表達(dá)出現(xiàn)下調(diào),其他作物中并沒有關(guān)于不同濃度氮素對CsAlaAT1基因表達(dá)調(diào)控的報(bào)道。本研究發(fā)現(xiàn),CsAlaAT1在不同氮素濃度下表達(dá)模式不同,推測CsAlaAT1基因受氮素有效性的調(diào)節(jié),但是該基因與茶樹氮素吸收和同化的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

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        Cloning and Expression Analysis of Alanine Aminotransferase Gene in Camellia sinensis

        BAI Peixian1,2,WANG Liyuan1*,WEI Kang1,RUAN Li1,CHENG Hao1,ZHANG Fen1,2,ZHANG Chengcai1,2

        1.Tea Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,National Center for Tea Improvement,Key Laboratory of Tea Biology and Resource Utilization,Ministry of Agriculture,Hangzhou 310008,China;
        2.Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China

        Alanine Aminotransferase(AlaAT)is a critical enzyme involved in carbohydrate and nitrogen metabolisms.In this study,a cDNA(1 747 bp)with a complete ORF(1 626 bp)of AlaAT1 was isolated from tea plant(Camellia sinensis).The cDNA encodes a protein with 541 amino acids,which has a molecular mass of 59.4 kD and a theoretical isoelectric point(pI)of 5.82.The deduced sequence of protein CsAlaAT1 shared 84% similarity with AlaAT1 in Arabidopsis thaliana,which contains a highly-conserved pyridoxal 5′-phosphate binding site.Secondary structure prediction showed that the CsAlaAT1 was comprised of alpha helix(40.67%),random coil(29.57%),beta turn(13.68%)and extended strand(16.08%),localized in mitochondrion and had no signal peptide or transmembrane structure.The expression levels of CsAlaAT1 in various tissues and its responses to different N concentration were investigated by real-time fluorescent quantitative RT-PCR.The results of RT-PCR showed that CsAlaAT1 expressed in all tissues of tea plant and the highest transcript level was observed in roots.The transcript abundanceof CsAlaAT1 was up-regulated by N in both shoots and mature leaves,especially under high N condition.Interestingly,the expression of CsAlaAT1 in roots was highly induced high N condition,but showed an opposite trend under low N treatment for 24 h.

        tea plant(Camellia sinensis),Alanine aminotransferase,cloning,expression,nitrogen induction

        S571.1;Q52

        A

        1000-369X(2016)04-405-09

        2016-03-24

        2016-04-21

        國家自然科學(xué)基金(31570695)、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(nycytx-23)、浙江省農(nóng)業(yè)新品種選育重點(diǎn)專項(xiàng)(2012C2905-4)。

        白培賢,女,碩士研究生,主要從事茶樹種質(zhì)資源與育種研究。*通訊作者:wangly@tricaas.com

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