谷夢(mèng)雅，王鵬杰，陳雪津，鄭玉成，郭永春，林馨穎，高婷，侯炳豪，葉乃興

茶樹乙醇脫氫酶基因家族的鑒定及其在白茶萎凋過程的表達(dá)分析

谷夢(mèng)雅，王鵬杰，陳雪津，鄭玉成，郭永春，林馨穎，高婷，侯炳豪，葉乃興*

福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院/茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002

乙醇脫氫酶（Alcohol dehydrogenase，ADH）作為植物香氣物質(zhì)合成的脂肪酸代謝等途徑中關(guān)鍵酶之一，對(duì)茶葉芳香物質(zhì)的形成有著重要作用。從茶樹染色體級(jí)別的基因組數(shù)據(jù)庫中鑒定到19個(gè)基因家族成員。系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示，茶樹的基因家族成員分成6個(gè)亞家族；共線性分析發(fā)現(xiàn)，茶樹和擬南芥、葡萄與獼猴桃的基因家族之間分別存在2、4、12對(duì)共線性關(guān)系；茶樹基因家族含有1～13個(gè)外顯子，編碼其氨基酸的數(shù)目為236～669，分子量為26.15～73.83?kDa，且主要定位于細(xì)胞質(zhì)和葉綠體，僅定位于細(xì)胞核。此外，對(duì)上游啟動(dòng)子區(qū)域分析發(fā)現(xiàn)了大量與光響應(yīng)、植物生長發(fā)育、脅迫和激素響應(yīng)密切相關(guān)的順式作用元件。熒光定量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在萎凋4?h時(shí)表達(dá)量最高；和在萎凋32?h時(shí)表達(dá)量最高，分別是對(duì)照的4.11倍和3.54倍；在萎凋48?h時(shí)達(dá)到峰值，略高于萎凋32?h的表達(dá)量；在萎凋40?h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高值；在萎凋24?h時(shí)表達(dá)量最高。以上結(jié)果為探究萎凋過程中乙醇脫氫酶基因?qū)Π撞柚咀孱惙枷阄镔|(zhì)形成的分子機(jī)理提供參考。

白茶；萎凋；香氣；基因家族；表達(dá)分析

茶樹[（L.）O.Kuntze]是一種重要的多年生經(jīng)濟(jì)作物，其嫩梢芽葉含有大量次生代謝產(chǎn)物，如茶多酚、生物堿和茶氨酸等，因其獨(dú)特的風(fēng)味和保健功效而受到人們的廣泛關(guān)注[1]。白茶與其他茶類相比，加工工藝只有萎凋和干燥兩個(gè)步驟，其中萎凋工序?qū)Π撞柘銡夂妥涛兜男纬删哂兄陵P(guān)重要的作用[2]。鮮葉萎凋過程中，在內(nèi)源酶的催化下，發(fā)生輕微的發(fā)酵，產(chǎn)生白茶特有的香氣和滋味[3]。根據(jù)其代謝來源，茶葉揮發(fā)性化合物可分為四大類：脂肪酸衍生物、苯丙素類/苯烯類、萜類和異戊二烯類[4]。課題組前期研究顯示，、和在白茶萎凋過程中的表達(dá)量顯著上調(diào)，等基因在萎凋4?h和24?h的表達(dá)量達(dá)到峰值，表明萜烯類合成相關(guān)基因在白茶香氣形成中發(fā)揮重要作用[5]。王鵬杰等[6]克隆了茶樹的1個(gè)單萜合成酶（TPS）基因，發(fā)現(xiàn)其在白茶萎凋中的表達(dá)量上調(diào)。目前，有關(guān)茶樹中脂肪族類芳香物質(zhì)合成途徑的關(guān)鍵基因研究較少。

乙醇脫氫酶（ADH，alcohol: NAD+oxidoreductase，EC 1.1.1.1）是一種鋅結(jié)合酶，作為二聚體，依靠NAD(P)輔因子相互轉(zhuǎn)化乙醇和乙醛，是中鏈脫氫酶（Medium-length dehydrogenase/reductase，MDR）蛋白質(zhì)超家族的成員之一[7]。MDR是一個(gè)龐大的超基因家族，主要包括ADH（Alcohol dehydrogenase）家族、CAD（Cinnamyl alcohol dehydrogenase）家族、FDH（Formaldehyde dehydrogenease）家族、SDH（Sorbitol dehydrogenase）家族和QORX（Quinone oxidoreductase）家族等[8]。迄今為止，植物中的基因大多數(shù)成員屬于中鏈ADH蛋白超家族（包括ADH1，EC 1.1.1.1；FDH，Class Ⅲ ADH，EC 1.2.1.1）[9]，有兩個(gè)保守的結(jié)構(gòu)域：GroES結(jié)構(gòu)的ADH_N結(jié)構(gòu)域和鋅結(jié)合位點(diǎn)（ADH_zinc_N）。醇脫氫酶首次在玉米中被分離鑒定[10]，之后在甜瓜[11]、梨[12]、葡萄[13]、甘蔗[14]等植物中也鑒定出醇脫氫酶，目前對(duì)基因的研究主要集中在果實(shí)成熟[15]、生長發(fā)育[16]、逆境脅迫[17]等方面。ADH作為脂肪酸代謝等途徑中關(guān)鍵酶之一，是醇脫氫酶家族在植物香氣物質(zhì)合成中最重要的酶[18]。在茶樹中，辛肇軍等[19]從龍井43中克隆了基因，發(fā)現(xiàn)的表達(dá)受到茶尺蠖取食、機(jī)械損傷、茉莉酸和水楊酸的誘導(dǎo)；彭海嬌[20]研究表明，蚜蟲為害誘導(dǎo)了基因的表達(dá)，對(duì)茶尺蠖幼蟲取食所誘導(dǎo)的抗蟲性基因的轉(zhuǎn)錄具有一定的拮抗作用。本課題組前期從茶樹中克隆了基因，并發(fā)現(xiàn)其在白茶萎凋12?h時(shí)表達(dá)量最高，表明可能與白茶加工萎凋過程中脂肪族類芳香物質(zhì)的形成有關(guān)[21]。

Zhou等[22]通過研究制作烏龍茶的鮮葉采后萎凋過程中基因的變化，在CSA基因組中初步鑒定了有共同結(jié)構(gòu)域ADH_N和ADH_zinc_N的49個(gè)ADH蛋白序列，但并未對(duì)基因家族進(jìn)行深入研究和比較分析。本研究在染色體級(jí)別的茶樹基因組中鑒定了基因家族，通過生物信息學(xué)分析及熒光定量PCR檢測(cè)基因在白茶不同萎凋時(shí)間的表達(dá)情況，為白茶脂肪族類芳香物質(zhì)的形成以及白茶加工技術(shù)創(chuàng)新的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

以福鼎大白茶（‘Fuding Dabaicha’）為供試材料，于2019年4月從福建農(nóng)林大學(xué)南區(qū)教學(xué)茶園采集。白茶萎凋試驗(yàn)處理參照陳雪津等[5]的方法，室內(nèi)自然萎凋的溫度設(shè)置為22～25℃，相對(duì)濕度設(shè)置為70%～75%。分別收集0.100?g的鮮葉（萎凋處理0?h）和萎凋處理4、8、16、24、32、40、48?h的葉片，共8個(gè)樣品，均設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，錫箔紙包裹標(biāo)記，液氮固樣后保存于–80℃超低溫冰箱備用。

1.2 CsADH基因家族的鑒定及序列分析

本課題組前期已組裝了茶樹品種黃棪的基因組，本研究在此基礎(chǔ)上鑒定了黃棪中的所有基因家族成員，從Pfam數(shù)據(jù)庫下載（http://pfam.xfam.org/search#tabview=tab1）MDR超基因家族蛋白特征結(jié)構(gòu)域ADH_N（PF08240.12）和ADH_zinc_N（PF00107.26）的隱馬爾可夫模型，使用HMMER（https://plants.ensembl.org/hmmer/index.html）軟件進(jìn)行鑒定。利用Blast-P（E value≤1×10-5）在全基因組范圍內(nèi)進(jìn)行比對(duì)搜索，去除冗余序列。去除任何不含ADH_N（PF08240.12）或ADH_zinc_N（PF00107.26）結(jié)構(gòu)域的序列。使用CDD（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd）和SMARAT（http://smart.embl-heidelberg.de）進(jìn)一步鑒定基因是否具有完整的ADH_N和ADH_zinc_N保守結(jié)構(gòu)域。利用NCBI中的Protein BLAST和黃棪基因組注釋文件進(jìn)一步確定基因。利用在線網(wǎng)站ExPASy（https://web.expasy.org/protparam）分析茶樹ADH蛋白的氨基酸組成、等電點(diǎn)和疏水性等理化性質(zhì)，利用在線網(wǎng)站W(wǎng)oLF PSORT（https://wolfpsort.hgc.jp）進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)。

1.3 染色體定位和共線性分析

利用MG2C網(wǎng)站（http://mg2c.iask.in/mg2c_v2.0）繪制茶樹基因家族的染色體分布圖。從Ensembl Plants網(wǎng)站（http://plants.ensembl.org/index.html）獲得擬南芥、葡萄和獼猴桃的基因序列和染色體文件，使用TBtools軟件分析茶樹與擬南芥、葡萄和獼猴桃基因家族的共線性。

1.4 進(jìn)化樹構(gòu)建和基因結(jié)構(gòu)分析

從TAIR數(shù)據(jù)庫（https://www.arabidopsis.org/index.jsp）獲取擬南芥AtADH的蛋白序列，從在線網(wǎng)站Phytozome（https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html）獲得葡萄ADH蛋白序列；采用MEGA 7.0軟件的鄰接法（Neighbor-joining，NJ）構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，Boostrap值設(shè)置為1?000；利用GSDS 2.0在線網(wǎng)站（http://gsds.gao-lab.org/index.php）分析CsADHs的結(jié)構(gòu)信息，并將CsADHs的蛋白質(zhì)序列提交至MEME工具（http://meme-suite.org/tools/meme）預(yù)測(cè)保守基序，基序的最大數(shù)目設(shè)置為10。

1.5 啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測(cè)分析

在TBtools軟件上提取CsADHs轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游2?000?bp的基因序列，利用Plant CARE在線網(wǎng)站（http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html）進(jìn)行順式作用元件預(yù)測(cè)分析。

1.6 組織特異性表達(dá)分析

從中國核酸數(shù)據(jù)庫（GSA，https://bigd.big.ac.cn/gsa/index.jsp）下載茶樹黃棪不同組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（登錄號(hào)CRA003208），包括芽、嫩葉、成熟葉、莖和根。將原始數(shù)據(jù)映射到茶樹基因組并計(jì)算每千堿基百萬片段（FPKM）值，然后在TBtools工具包上可視化的表達(dá)水平。

1.7 實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹ADH基因家族的鑒定和理化性質(zhì)分析

結(jié)合使用BlastP比對(duì)和HMMER搜索等方法，從黃棪基因組數(shù)據(jù)庫中共獲得63條同時(shí)具有ADH_N和ADH_zinc_N結(jié)構(gòu)域的蛋白序列。利用MEGA 7.0軟件將茶樹MDR超基因家族分別聚類到ADH（Alcohol dehydrogenase）、SDH（Sorbitol dehydrogenase）、CAD（Cinnamyl alcohol dehydrogenase）、QORX（Quinone oxidoreductase）家族（圖1）。

表1 引物序列

進(jìn)一步分析，推測(cè)19條序列為茶樹基因家族成員，包括11個(gè)基因、3個(gè)基因和5個(gè)基因（表2）。的編碼序列為711～2?010?bp，編碼氨基酸數(shù)目為236～669。除了CsADH2、CsADH6、CsADH8、CsADH9、CsADH11和CsADH-like5，其他CsADH的等電點(diǎn)均小于7，為酸性蛋白，CsADH家族的分子量為26.15～73.83?kDa。大部分CsADH家族成員（74%）屬于親水性蛋白，僅CsADH9、CsFDH2、CsADH-like2、CsADH-like3和CsADH-like4屬于疏水性蛋白。亞細(xì)胞定位分析表明，大部分家族成員主要定位于細(xì)胞質(zhì)中，少數(shù)定位于葉綠體中，僅定位于細(xì)胞核。

圖1 茶樹MDR超基因家族聚類分析及ADH基因家族鑒定

表2 茶樹ADH基因家族的理化性質(zhì)

2.2 ADH基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析

為了研究茶樹基因家族的進(jìn)化關(guān)系，構(gòu)建茶樹、葡萄和擬南芥的系統(tǒng)進(jìn)化樹（圖2）。結(jié)果表明，基因家族成員在這3個(gè)物種中明顯地聚集成兩組（Group A和Group B），除了、和主要聚類在Group A中，其他基因則聚類在Group B中。進(jìn)一步可將基因家族分為6個(gè)亞組，Group A-1包含和，Group A-2包含—，Group A-3包含—，Group A-4僅有，Group B-1包含—、—，Group B-2包含、和。值得注意的是，Group A-4組和Group B-1組中僅有茶樹分布，—和聚在Group A-3組中，其他3個(gè)亞組中茶樹、葡萄和擬南芥都有分布。

2.3 茶樹ADH基因家族的染色體分布和共線性分析

對(duì)19個(gè)基因進(jìn)行染色體定位，結(jié)果顯示，18個(gè)基因分布在5條染色體上（圖3），1個(gè)基因（）分布在tig00101946上。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，基因在5條茶樹染色體上的分布不均勻，10號(hào)染色體上分布較多，4號(hào)染色體和14號(hào)染色體均包含2個(gè)家族成員，6號(hào)染色體上包含3個(gè)基因，2號(hào)染色體只含有1個(gè)家族成員。為更好地了解茶樹基因家族的起源和進(jìn)化關(guān)系，本研究構(gòu)建了茶樹與擬南芥、葡萄和獼猴桃的共線性圖譜（圖4）。結(jié)果顯示，茶樹僅有2個(gè)ADH同源蛋白基因出現(xiàn)在擬南芥染色體中，而茶樹與葡萄有4對(duì)共線性基因，與獼猴桃有12對(duì)共線性基因，推測(cè)茶樹與獼猴桃之間的共線性關(guān)系比擬南芥與葡萄更顯著。

圖2 茶樹、葡萄和擬南芥的ADH基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分類

圖3 茶樹ADH基因家族的染色體定位

圖4 茶樹與擬南芥、葡萄和獼猴桃種間共線性分析

2.4 茶樹ADH基因家族的基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析

為了評(píng)估基因家族的結(jié)構(gòu)多樣性，使用預(yù)測(cè)的全長CsADHs蛋白序列構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹（圖5-A）。19個(gè)基因家族成員的外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)是基于它們相應(yīng)的編碼和基因組序列產(chǎn)生（圖5-B），基因組編碼序列最長的是。基因的外顯子數(shù)目從1（）到13（、）不等，內(nèi)含子數(shù)目為0～12。大部分基因家族有10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子，而有11個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子。此外，—、、、和的內(nèi)含子都低于9個(gè)，沒有內(nèi)含子，表明家族成員結(jié)構(gòu)差異較大。

使用MEME網(wǎng)站對(duì)19個(gè)CsADH蛋白進(jìn)行保守基序分析（圖5-C和圖5-D），CsADH2、CsADH3、CsADH4、CsADH5和CsADH7包含10個(gè)基序，而不同的CsADH家族成員之間存在一些特定的基序，如Group A組中的ADH蛋白都缺少基序8，Group B組中的ADH蛋白都包含基序10，Group A-1和Group A-2亞家族中ADH蛋白還缺少基序7。

2.5 茶樹ADH基因家族的啟動(dòng)子順式元件分析

順式元件的分布反映了基因的潛在功能和調(diào)控作用，通過分析上游2?000?bp的啟動(dòng)子序列發(fā)現(xiàn)，除了核心順式元件（如CAAT-box和TATA-box等），共鑒定出39種順式元件，包括23種光響應(yīng)元件、4種植物生長調(diào)節(jié)元件、4種脅迫響應(yīng)元件和8種植物激素響應(yīng)元件（圖6）。光響應(yīng)元件占比較大，尤其是BOX 4元件，共58個(gè)，分布在18個(gè)基因家族成員。CAT-box、O2-site、GCN4-motif和circadian為植物生長元件。此外，的啟動(dòng)子區(qū)存在少量脅迫響應(yīng)元件和植物激素應(yīng)答順式元件，包括參與干旱誘導(dǎo)的MYB結(jié)合位點(diǎn)（MBS）、厭氧誘導(dǎo)的必需基因（ARE）、低溫響應(yīng)元件（LTR)、防御和應(yīng)激響應(yīng)元件（TC-rich repeats）、脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）、茉莉酸酯響應(yīng)元件（CGTCA-motif）、水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element）、生長素響應(yīng)元件（TGA-element）、赤霉素響應(yīng)元件（GARE-motif和P-box）等。

圖5 茶樹ADH家族的基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析

注：A：順式元件的熱圖。顏色條和圓圈大小表示順式元件的數(shù)量。B：每個(gè)類別中順式元件的總和用不同顏色的條形圖表示

Note: A: Heatmap of the number of-elements.Color bars and circle sizes indicate the number of-elements.B: The sum of the-elements in each category is represented by bars of different colors

圖6 茶樹基因家族啟動(dòng)子區(qū)順式元件分析

Fig.6 Analysis of-elements in the promoter regions ofgene family in tea plants

2.6 茶樹ADH基因家族在不同組織中的表達(dá)

為了進(jìn)一步研究每個(gè)基因家族成員的潛在功能，本研究分析了在茶樹芽、嫩葉、成熟葉、莖和根中的表達(dá)模式。由圖7可知，在這5個(gè)組織中均高度表達(dá)，、和在這5個(gè)組織中的表達(dá)量也相對(duì)較高。部分基因的表達(dá)水平表現(xiàn)出顯著的組織特異性，在嫩葉和成熟葉中的表達(dá)水平明顯低于芽、根和莖，在成熟葉中的表達(dá)水平最高，則主要在芽和嫩葉中表達(dá)，和分別在嫩葉和莖中表達(dá)，表明這些基因在茶樹的特定發(fā)育時(shí)期具有重要的作用。、、、和在組織中表達(dá)水平很低，而、和在各組織中均無表達(dá)。

2.7 茶樹ADH基因家族在白茶萎凋中的表達(dá)量

利用qRT-PCR技術(shù)，以處理0?h樣品為對(duì)照，分析茶樹家族基因在白茶萎凋不同時(shí)間點(diǎn)的變化情況（圖8）。結(jié)果表明，隨著白茶萎凋時(shí)間的延長，、、—、、、、、的表達(dá)量呈下降趨勢(shì)；在萎凋4?h時(shí)表達(dá)量為對(duì)照的10.36倍，在4～8?h顯著下降，16～24?h顯著上升；和在萎凋32?h時(shí)表達(dá)量最高，分別是對(duì)照的4.11倍和3.54倍；在萎凋48?h時(shí)表達(dá)量達(dá)到峰值，略高于萎凋32?h的表達(dá)量；在萎凋40?h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高值；在萎凋24?h時(shí)表達(dá)量最高。

3 討論

3.1 茶樹ADH基因家族成員的序列特征

在植物中，是一個(gè)小的基因家族，起源于谷胱甘肽依賴型甲醛脫氫酶（Glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase，GSH-FDH）基因，也被稱為Class Ⅲ ADH[7]?；蛟诓煌锓N中數(shù)量各異，如甜瓜中有13個(gè)[11]，葡萄和甘蔗中分別有10個(gè)和32個(gè)[14]，本研究首次在茶樹染色體級(jí)別數(shù)據(jù)庫中鑒定到19條候選基因。植物中基因內(nèi)含子的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量是9個(gè)[24]，在茶樹中，基因家族的內(nèi)含子數(shù)量為1～13個(gè)，其中—、、、—包含標(biāo)準(zhǔn)的9個(gè)內(nèi)含子和10個(gè)外顯子，類似于玉米和草莓等植物中的基因[25]。結(jié)構(gòu)差異普遍存在，可能在重復(fù)基因的進(jìn)化過程中發(fā)揮重要作用，外顯子和內(nèi)含子的增加或減少對(duì)結(jié)構(gòu)差異和功能分化的貢獻(xiàn)是顯著的[26]，本研究中、、—、和內(nèi)含子和外顯子的差異意味著基因可能存在功能差異和分化，這需要進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

注：A表示成熟葉，B表示根，C表示嫩葉，D表示芽，E表示莖

Note: A is mature leaf.B is root.C is young leaf.D is bud.E is stem

圖7 茶樹基因家族在不同組織中的表達(dá)譜

Fig.7 Expression patterns ofgene family in different tissues

注：不同小寫字母表示在＜0.05水平差異顯著

Note: Different lowercase letters indicate significant difference (＜0.05)

圖8 茶樹基因在白茶萎凋中的表達(dá)量

Fig.8 Expression of teagenes in white tea withering

3.2 ADH基因在茶樹組織中特異性表達(dá)

基因參與植物生長和發(fā)育的不同方面，在植物組織中以發(fā)育調(diào)節(jié)的方式表達(dá)。Tesniere等[13]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄中的和轉(zhuǎn)錄本在幼果中短暫積累，而轉(zhuǎn)錄本在成熟階段顯著增加。在矮牽牛中，在未成熟的花粉中表達(dá)量較高，在花柱中表達(dá)量較高，在子房和低氧根中表達(dá)量較高[16]；在甜瓜中，和在果實(shí)中特異表達(dá)，而在營養(yǎng)組織中沒有表達(dá)或表達(dá)非常低[27]；在芒果中，在葉和花中不表達(dá)，但在莖中表達(dá)，在葉中表達(dá)，在果實(shí)發(fā)育和膨大的整個(gè)過程中表達(dá)量都很高[15]；這些研究表明，基因在植物中存在明顯的組織特異性表達(dá)。本研究發(fā)現(xiàn)，在根的表達(dá)水平最高，表明該基因可能對(duì)茶樹根的發(fā)育起到重要作用；在成熟葉中的表達(dá)水平最高，主要在芽和嫩葉中積累，和分別在嫩葉和莖中表達(dá)，表明這些基因可能在茶樹的特定發(fā)育時(shí)期發(fā)揮重要的作用；此外，、、和在根、莖、成熟葉、嫩葉和芽中均有較高表達(dá)，推測(cè)這4種基因參與茶樹的組織發(fā)育過程。

3.3 CsADH可能參與調(diào)控白茶萎凋過程的香氣形成

ADH作用于植物香氣的形成，在矮牽牛中，和基因在花香味形成過程中起著特殊的作用[16]。在甜瓜中，和基因共同影響芳香化合物的產(chǎn)生[27]；在梨中，、和的表達(dá)水平與果實(shí)發(fā)育過程中芳香化合物的含量密切相關(guān)，并且在果實(shí)成熟過程中起著催化醛轉(zhuǎn)化為醇的作用[12]。Speirs等[28]發(fā)現(xiàn)，成熟番茄果實(shí)中ADH水平的增加伴隨著C6醇水平的增加和更多的“成熟果實(shí)”風(fēng)味，表明ADH可能在蜜腺和花瓣中產(chǎn)生香味。不飽和脂肪酸在ADH的作用下，催化順3-己烯醛生成青葉醇，散發(fā)清香[21]。在紅茶加工過程中，鮮葉經(jīng)萎凋處理后會(huì)使對(duì)香氣品質(zhì)有利的芳樟醇等揮發(fā)性香氣化合物的含量提高，而使具有青草味的-2-己烯醛含量降低[29]。萎凋是形成白茶品質(zhì)的關(guān)鍵工序，長時(shí)間的萎凋引起白茶鮮葉內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜的理化變化，如亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸在酶的作用下降解為小分子的醇、醛、酮和酸類香氣化合物[30]，前人研究表明，在萎凋20?h或24?h時(shí)，醇類化合物的含量在白茶的香氣變化過程中逐漸增加[31-32]；高晨等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在白茶萎凋12?h時(shí)表達(dá)量最高，推測(cè)可能在白茶萎凋過程的不飽和脂肪族醇類香氣化合物合成中起重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)，在萎凋4?h時(shí)表達(dá)量最高，和在萎凋32?h時(shí)表達(dá)量最高，分別是對(duì)照的4.11倍和3.54倍；在萎凋48?h時(shí)達(dá)到峰值，在萎凋40?h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高值，在萎凋24?h時(shí)表達(dá)量最高，推測(cè)、、、、和在白茶香氣形成過程中起到將醛轉(zhuǎn)化為醇的作用，為其提供豐富的前體衍生物，以此作用于茶葉萎凋過程中脂肪族類香氣物質(zhì)的合成，形成白茶清香的特點(diǎn)。

本研究在茶樹染色體級(jí)別的基因組中鑒定出19個(gè)基因家族成員，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化、共線性、基因結(jié)構(gòu)和組織特異性表達(dá)分析等，并采用熒光定量PCR分析這些基因在白茶萎凋過程中的表達(dá)情況，推測(cè)基因在白茶萎凋過程的脂肪族類芳香物質(zhì)合成中起著重要作用。

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Identification of Alcohol Dehydrogenase Gene Family and Their Expression Analysis in the Withering Process of White Tea

GU Mengya, WANG Pengjie, CHEN Xuejin, ZHENG Yucheng, GUO Yongchun, LIN Xinying, GAO Ting, HOU Binghao, YE Naixing*

College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University/Key Laboratory of Tea Science in Universities of Fujian Province, Fuzhou 350002, China

Alcohol dehydrogenase (ADH) plays an important role in the formation of tea aroma as one of the key enzymes in the synthesis of fatty acid metabolism pathway.In this study, 19gene family members were identified from the chromosome level genome database of tea plants for the first time.Bioinformatics analysis shows that the members ofgene family were divided into six subfamilies.Collinearity analysis shows that there were 2, 4 and 12 pairs ofcollinearity betweengene family ofand,and, respectively.The teagenefamily contains 1-13 exons, which encode 236-669amino acids with molecular weight of 26.15-73.83?kDa.It is mainly located in cytoplasm and chloroplast, and onlyis located in nucleus.In addition, a large number of-acting elements closely related to light responsive, plant growth, stressand phytohormone responsive were found in the upstream promoter region.Fluorescencequantitative detection shows that the expression ofwas the highest at 4?h of withering.The expressions ofandwere the highestat 32?h of withering,which were 4.11 and 3.54 times that of the controlrespectively.The expression ofreached the peak at 48?h of withering, which was slightly higher than that at 32?h of withering.The expression ofreached the highest value at 40?h of withering.The highest expression ofwas at 24?h of withering.This study provided a reference for exploring the molecular mechanism of alcohol dehydrogenase genes acting on the formation of aliphatic aromatic substances in the withering process ofwhite tea.

white tea, withering, aroma,gene family, expression analysis

S571；Q52

A

1000-369X(2021)03-302-13

2020-12-21

2021-02-22

財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-19）、福建農(nóng)林大學(xué)科技創(chuàng)新專項(xiàng)基金（CXZX2017181）、福建農(nóng)林大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文資助基金（1122YS01001）

谷夢(mèng)雅，女，碩士研究生，主要從事茶樹栽培育種和生物技術(shù)方面的研究。*通信作者：ynxtea@126.com

（責(zé)任編輯：黃晨）