谷夢雅，侯炳豪，王鵬杰,，高 婷，張興坦，葉乃興*

(1 福建農(nóng)林大學 園藝學院/茶學福建省高校重點實驗室，福州 350002； 2 中國農(nóng)業(yè)科學院 深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所，廣東深圳 518120)

Squamosa啟動子結(jié)合蛋白(SBP-box)基因是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，也稱SPL(squamosa promoter binding protein-like)，包含高度保守的SBP結(jié)構(gòu)域[1]。該結(jié)構(gòu)域包含約76個氨基酸殘基，包括2個Zn2+結(jié)合位點(Cys-Cys-His-Cys和Cys-Cys-Cys-His)和1個核定位信號(NLS)[2]。SBP-box基因首次從金魚草的花序cDNA文庫中分離，并發(fā)現(xiàn)SQUAMOSA的啟動子可以和某種核內(nèi)蛋白發(fā)生特異結(jié)合激活該基因的轉(zhuǎn)錄[3]。目前已在其他植物中得到鑒定，如擬南芥[4]、番茄[5]和楊樹[6]等。在植物中，SBP-box基因參與了不同的生長發(fā)育過程，包括調(diào)控開花[7]、控制植物由營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化[8]和調(diào)控植物的脅迫應(yīng)答[9]等。目前SBP轉(zhuǎn)錄因子在茶樹中的研究較少，劉亞芹等[10]從茶樹中克隆出CsSPL6和CsSPL9，發(fā)現(xiàn)Csn-miR156a可能通過負調(diào)控CsSPL6和CsSPL9參與茶樹生長過程，并下調(diào)CsSPL9來增加耐高溫性。前人對SBP轉(zhuǎn)錄因子的鑒定主要是在組裝水平較低的茶樹基因組水平上且研究集中在SBP基因?qū)Σ铇浞巧锩{迫和激素的響應(yīng)[11-12]，關(guān)于SBP轉(zhuǎn)錄因子在茶樹雜種優(yōu)勢方面的研究卻未見報道。

雜種優(yōu)勢是指雜種后代在生長勢、生物量、抗逆性和適應(yīng)性等方面優(yōu)于親本的現(xiàn)象，國外學者曾提出顯性、超顯性和上位性等3個經(jīng)典的假說[13]，然而這些假說不足以完全解釋其分子機制。茶樹[Camelliasinensis(L.)O. Kuntze]是多年生異花授粉植物，‘鐵觀音’和‘黃棪’是烏龍茶的主栽品種，因其制茶品質(zhì)優(yōu)異成為烏龍茶育種的重要親本[14]，前人以‘鐵觀音’為母本，‘黃棪’為父本，從F1中選育出‘金觀音’、‘黃觀音’、‘金玫瑰’、‘金牡丹’等早生優(yōu)質(zhì)新品種[15]。郭吉春等[16]研究表明‘金觀音’和‘黃觀音’超親優(yōu)勢強、產(chǎn)量高；楊軍等[17]對‘紫玫瑰’、‘金觀音’、‘金牡丹’、‘悅茗香’及其自然雜交后代的群體遺傳結(jié)構(gòu)研究表明自然雜交后代有較強母本遺傳效應(yīng)，4個群體具有明顯的群體遺傳組成特征，然而對茶樹雜種優(yōu)勢的分子方面研究幾乎是空白。課題組前期研究表明‘金觀音’和‘黃觀音’在揮發(fā)性代謝物上具有顯著的雜種優(yōu)勢[18]，另外與生長發(fā)育相關(guān)的TGY15和TGY283等超高親基因，在‘金觀音’中的表達量均高于其親本[19]。本課題組前期通過qRT-PCR檢測GRF基因家族在不同茶樹品種間的表達，發(fā)現(xiàn)CsGRF2、CsGRF5、CsGRF14等在‘黃觀音’、‘紫玫瑰’中呈現(xiàn)優(yōu)勢表達，可能與茶樹生長勢雜種優(yōu)勢的形成有關(guān)[20]。此外，雜交子代基因與親本基因表達模式的關(guān)系可分為加性和非加性，加性表達即中親表達，而超高親、低于雙親、偏高親和偏低親等4種表達模式屬于非加性表達，研究發(fā)現(xiàn)非加性表達基因在茶樹揮發(fā)性雜種優(yōu)勢中起著關(guān)鍵作用[18]，且非加性表達基因可能受到轉(zhuǎn)錄因子(TF)等調(diào)控因子的影響[21]。

CsSBP在茶樹雜種優(yōu)勢調(diào)控中的作用尚不清楚，且SBP基因數(shù)量在茶樹中是否具有普遍性仍不明確。因此本研究基于最新組裝破譯的染色體級別的茶樹‘鐵觀音’和‘黃棪’基因組，對茶樹‘鐵觀音’基因組中SBP基因進行了系統(tǒng)鑒定和生物信息學分析，并對‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’等3個不同茶樹基因組的SBP基因進行鑒定和比較，包括系統(tǒng)發(fā)育與共線性分析等。此外，通過熒光定量檢測CsTGY_SBP家族成員在‘鐵觀音’和‘黃棪’及其F1代品種‘金觀音’、‘黃觀音’、‘金牡丹’、‘紫玫瑰’等嫩梢中的表達模式，并與‘鐵觀音’的自然雜交品種‘紫牡丹’、‘黃棪’的自然雜交品種‘瑞香’的表達量進行比較，為完善SBP基因家族的研究及其在雜種和親本上的遺傳規(guī)律提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與處理

以母本‘鐵觀音’(Camelliasinensis‘Tieguanyin’，TGY)、父本‘黃棪’(Camelliasinensis‘Huangdan’，HD)，及雜交后代品種‘金觀音’(Camelliasinensis‘Jinguanyin’，JGY)、‘黃觀音’(Camelliasinensis‘Huangguanyin’，HGY)、‘金牡丹’(Camelliasinensis‘Jinmudan’，JMD)、‘紫玫瑰’(Camelliasinensis‘Zimeigui’，ZMG)和‘鐵觀音’自然雜交品種‘紫牡丹’(Camelliasinensis‘Zimudan’，ZMD)、‘黃棪’自然雜交品種‘瑞香’(Camelliasinensis‘Ruixiang’，RX)的一芽二葉為試驗材料，并以中小開面葉為標準采摘，于2021年4月在武夷學院茶樹種質(zhì)資源圃取樣，每個設(shè)置3次生物學重復(fù)，液氮快速固樣后，保存于-80 ℃超低溫冰箱。

1.2 方 法

1.2.1 茶樹SBP基因家族成員的鑒定及理化分析在Pfam網(wǎng)站(http://pfam.xfam.org/ search# tabview=tab1)下載SBP基因家族的蛋白特征結(jié)構(gòu)域SBP(PF03110)的隱馬爾可夫模型，使用HMMER軟件(https://plants.ensembl.org/hmmer/index.html)進行鑒定。利用Blast-P(E≤1×10-5)分別在‘鐵觀音’、‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’染色體級別基因組范圍內(nèi)進行比對搜索。使用CDD(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd/)和SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)進一步鑒定SBP基因是否具有完整的SBP保守結(jié)構(gòu)域。通過在線網(wǎng)站ExPASy(https://web.expasy.org/protparam/)分析茶樹SBP蛋白的氨基酸組成、等電點、疏水性等理化性質(zhì)，在線網(wǎng)站W(wǎng)oLF PSORT(https://wolfpsort.hgc.jp/)進行亞細胞定位預(yù)測。

1.2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析利用在線平臺WebLogo(http://weblogo.berkeley.edu/)對CsTGY_SBPs的保守結(jié)構(gòu)域進行分析。從在線網(wǎng)站Phytozome(https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html)獲取擬南芥、水稻和葡萄SBP蛋白序列，利用其保守序列在MEGA 7.0軟件上構(gòu)建系統(tǒng)進化樹，采用鄰接法，Boostrap設(shè)置為1000，相同方法構(gòu)建‘鐵觀音’、‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’的SBP基因家族的進化樹。

1.2.3 茶樹SBP_box基因家族的共線性分析從Ensembl Plants網(wǎng)站(http://plants.ens embl.org/index.html)獲取水稻、擬南芥和葡萄的基因序列和染色體文件，利用‘鐵觀音’與‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’的基因序列和染色體文件，在TBtools軟件上分析鐵觀音與水稻、擬南芥、葡萄、‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’的SBP基因家族的共線性。

1.2.4 啟動子順式作用元件和miR156靶基因預(yù)測在TBtools軟件上提取CsTGY_SBPs轉(zhuǎn)錄起始位點上有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)進行順式作用元件預(yù)測分析。使用psRNATarget網(wǎng)站(http://plantgrn.noble.org/psRNATarget/)對miR156的潛在靶位點CsTGY_SBP進行分析，最大期望值設(shè)為3，其他為默認值。

1.2.5 組織特異性表達分析下載茶樹‘鐵觀音’不同組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，包括花、芽、嫩葉、成熟葉、莖和根，參照前人方法[22]計算FPKM值，在TBtools工具包上可視化CsTGY_SBP家族基因的表達水平。

1.2.6 實時熒光定量PCR分析篩選出CsTGY_SBP基因家族在芽和嫩葉組織中高表達的家族成員，通過primer-blast在線程序設(shè)計熒光定量引物(表1)。用TransScript試劑盒合成雙鏈cDNA作為實時熒光定量PCR模板，以CsGAPDH(登錄號GE651107)作為內(nèi)參基因，使用Bio-Rad的CFX96 Touch熒光定量PCR儀進行qRT-PCR反應(yīng)，反應(yīng)體系和程序參照前人方法[23]。用2-ΔΔCt方法統(tǒng)計基因的表達水平。通過SPSS 24.0軟件的單因素LSD法進行顯著性分析(P<0.05)。

表1 引物序列

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹SBP_box基因家族的鑒定

經(jīng)過隱馬爾可夫模型搜索，在‘鐵觀音’基因組、‘黃棪’基因組、‘舒茶早’基因組和‘龍井43’基因組分別獲得21個SBP基因(命名為CsTGY_SBP1—CsTGY_SBP21)、25個SBP基因(命名為HD_SBP1—HD_SBP25)、24個SBP基因(命名為SCZ_SBP1—SCZ_SBP24)和23個SBP基因(命名為LJ43_SBP1—LJ43_SBP23)(表2)。

表2 茶樹SBP基因家族氨基酸序列特征分析

續(xù)表2 Continued Table 2

茶樹SBP基因組序列的編碼序列從432 bp(CsTGY_SBP13、HD_SBP11)到3 279 bp(CsTGY_SBP4、HD_SBP10、LJ43_SBP10)不等，氨基酸數(shù)量位于143(CsSBP15)到1 092(CsSBP22)之間。分子量為16.31(CsTGY_SBP13、HD_SBP11)～120.35(HD_SBP10)kD，理論等電點范圍為5.56(CsTGY_SBP19)至9.60(SCZ_SBP14)，59%的SBP蛋白為堿性蛋白(等電點大于7)。所有茶樹SBP蛋白都是親水性的，親水性的平均值低于0。僅SCZ_SBP8和LJ43_SBP7定位于葉綠體中，其他茶樹SBP家族成員都定位于細胞核。

2.2 茶樹CsTGY_SBP家族的多序列比對和系統(tǒng)發(fā)育分析

對CsTGY_SBP蛋白進行多重序列比對。結(jié)果表明，21個CsTGY_SBP的SBP結(jié)構(gòu)域是保守的(圖1，A)，所有SBP結(jié)構(gòu)域都包含Cys-Cys-Cys-His(CCCH)和Cys-Cys-His-Cys(CCHC)2個鋅指結(jié)構(gòu)，以及1個位于碳末端的核定位信號(NLS)，且所有CsTGY_SBPs的核定位序列(NLS)都高度保守。

A.CsTGY_SBP保守結(jié)構(gòu)域；B.鐵觀音與葡萄、擬南芥和水稻的SBP基因的系統(tǒng)發(fā)育分析：CsTGY. ‘鐵觀音’;Vv. 葡萄;At. 擬南芥;Os. 水稻；C.‘鐵觀音’與‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’的SBP基因的系統(tǒng)發(fā)育分析：CsTGY. ‘鐵觀音’;HD. ‘黃棪’;SCZ. ‘舒茶早’;LJ43. ‘龍井43’圖1 CsTGY_SBP蛋白的SBP結(jié)構(gòu)域和進化樹分析A.The sequence logos of the conserved CsTGY_SBP domains； B. Phylogenetic analysis of SBP genes of CsTGY_SBP and VvSBP, AtSPL and OsSPL. CsTGY. Camellia sinensis ‘Tieguanyin’; Vv. Vitis vinifera; At. Arabidopsis thaliana; Os. Oryza sativa； C. Phylogenetic analysis of SBP genes of CsTGY_SBP and HD_SBP, SCZ_SBP and LJ43_SBP. CsTGY. Camellia sinensis ‘Tieguanyin’; HD. Camellia sinensis ‘Huangdan’; SCZ. Camellia sinensis ‘Shuchazao’; LJ43. Camellia sinensis ‘Longjing43’Fig.1 The SBP domain and phylogenetic analysis of CsTGY_SBP proteins

為了研究植物中SBP基因家族的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，使用來自茶樹、擬南芥、水稻和葡萄的74個保守的SBP結(jié)構(gòu)域序列來構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。結(jié)果表明(圖1)，上述4個物種的SBP基因可分為8個亞家族(Ⅰ—Ⅷ)，每組至少包含擬南芥的1個成員和茶樹的1個成員。除亞家族Ⅲ和亞家族Ⅵ外，其余亞家族均含有4種SBP基因，亞家族Ⅲ和亞家族Ⅵ均缺少水稻的SPL基因。此外，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的CsTGY_SBP基因與葡萄和擬南芥的基因親緣關(guān)系更近。來自4個不同茶樹品種的93個SBP基因構(gòu)建系統(tǒng)進化樹仍然分為8個亞家族(Ⅰ—Ⅷ)(圖1，C)，發(fā)現(xiàn)在‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’基因組中均能檢測到CsTGY_SBP的同源基因，且CsTGY_SBPs和HD_SBPs高度同源，意味著CsTGY_SBP基因和HD_SBP基因具有很強的進化關(guān)系。

2.3 茶樹SBP家族的共線性分析

為了進一步分析CsTGY_SBP基因的進化過程，對茶樹品種‘鐵觀音’與1種單子葉植物水稻、2種雙子葉植物(擬南芥和葡萄)及其他3個茶樹品種(‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’)中SBP基因進行了共線性分析(圖2，A)。結(jié)果顯示，‘鐵觀音’與水稻、擬南芥、葡萄、‘黃棪’、‘舒茶早’和‘龍井43’有共線性關(guān)系的基因分別為3、12、15、23、21和22個，說明茶樹和擬南芥、葡萄的共線性關(guān)系與單子葉植物相比更強，同物種內(nèi)發(fā)現(xiàn)‘鐵觀音’和‘黃棪’的共線性關(guān)系更顯著。此外發(fā)現(xiàn)SBP基因在4個茶樹基因組中主要定位在5號、10號和6號染色體(圖2，B)，且除HD_SBP基因在9號染色體無分布，其他3個基因組中的SBP基因均有分布，尤其6個SCZ_SBP基因被掛載到9號染色體。

圖2 CsTGY_SBP基因家族的共線性分析和染色體分布數(shù)目Fig.2 Synteny analysis and chromosome distribution number of CsTGY_SBP gene family

2.4 茶樹CsTGY_SBP家族的啟動子序列預(yù)測分析

順式元件在植物生長發(fā)育中起著調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的重要作用，為了解CsTGY_SBP基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制，預(yù)測了CsTGY_SBP基因的2 kb上游啟動子區(qū)域的順式作用元件。除核心順式元件(TATA-box和CAAT-box)外，共預(yù)測出4種類型的順式作用元件：光響應(yīng)元件、植物生長、脅迫響應(yīng)和激素響應(yīng)(圖3)。其中光響應(yīng)元件包括Box4、G-box和GT1-motif等，尤其是Box4分布在90%的CsTGY_SBP基因中；CsTGY_SBP基因中發(fā)現(xiàn)了CAT_box、O2_site和GCN4_motif等與植物發(fā)育相關(guān)的順式元件；非生物脅迫相關(guān)順式元件包括厭氧誘導(dǎo)的必需基因(ARE)和低溫響應(yīng)元件(LTR)等；與激素響應(yīng)相關(guān)的CGTCA_motif廣泛分布于80%的CsTGY_SBP基因中。

A.光響應(yīng)元件；B.植物生長；C.脅迫響應(yīng)；D.激素響應(yīng)圖3 CsTGY_SBP基因家族啟動子區(qū)的主要順式元件A. Light responsive; B. Plant growth; C. Stress responsive; D. Phytohormone responsiveFig.3 Main cis-elements in CsTGY_SBP gene family promoters

2.5 茶樹CsTGY_SBP家族的miR156靶位點

為了確定茶樹中是否也存在miR156介導(dǎo)的CsTGY_SBP基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，使用psRNATarget服務(wù)器鑒定CsmiR156的靶位點。結(jié)果顯示，13個CsTGY_SBPs是miR156的潛在靶位點。miR156的靶位點位于9個CsTGY_SBP1、CsTGY_SBP2、CsTGY_SBP9、CsTGY_SBP10等的編碼區(qū)(圖4)，這些基因?qū)儆诓煌蘑瘛ⅱ?、Ⅲ和Ⅳ亞家族。其?個CsTGY_SBPs(CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP6、CsTGY_SBP12和CsTGY_SBP13)屬于同一Ⅵ亞族，其目標位點位于3′-UTR區(qū)域。說明mir156介導(dǎo)SBP-box基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控在茶樹中是保守的。

圖4 CsTGY_SBP基因家族在CDS區(qū)的mir156靶位點分析Fig.4 Analysis of miR156 target sites of CsTGY_SBP gene family in CDS zone

2.6 茶樹CsTGY_SBP家族在不同組織的表達分析

為了進一步研究CsTGY_SBP家族的潛在功能，對CsTGY_SBP家族的基因在6個組織(芽、嫩葉、成熟葉、花、莖和根)中的表達模式進行分析(圖5)。結(jié)果顯示21個CsTGY_SBP基因在6個組織中表達，且具有很強的組織特異性表達模式。CsTGY_SBP基因在芽、嫩葉和莖中高表達的數(shù)量高于成熟葉、花和根，如CsTGY_SBP2、CsTGY_SBP9、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP17等，表明這些基因可能在芽、嫩葉和莖中具有重要的功能；CsTGY_SBP19的轉(zhuǎn)錄本主要在根中積累；CsTGY_SBP6在花中的表達量最高，說明該基因可能在花的發(fā)育中起關(guān)鍵作用。

圖5 CsTGY_SBP基因家族在不同組織的表達譜Fig.5 Expression profiles of CsTGY_SBP gene family in different tissues

2.7 茶樹CsTGY_SBP家族基因在不同茶樹品種中的表達分析

為探討茶樹F1代品種與親本之間SBP基因表達模式的差異，對‘鐵觀音’和‘黃棪’及其F1雜交品種的表達量進行分析，并與‘鐵觀音’自然雜交品種‘紫牡丹’和‘黃棪’自然雜交品種‘瑞香’的表達量進行比較(圖6)。結(jié)果顯示部分CsTGY_SBPs基因在F1‘金觀音’中的表達量介于母本‘鐵觀音’和父本‘黃棪’之間，呈中親表達的模式，如CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP14的表達量高于母本‘鐵觀音’，低于父本‘黃棪’，且表達量偏向母本；多數(shù)CsTGY_SBPs基因在F1‘黃觀音’中的表達量與其親本相比呈下調(diào)趨勢，呈低于雙親表達模式；在F1‘金牡丹’中除CsTGY_SBP5和CsTGY_SBP8顯著高于親本，呈超高親表達的模式，其他整體上呈低于雙親表達的模式；CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP7、CsTGY_SBP12、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP18在F1‘紫玫瑰’中的表達量顯著高于親本，呈超高親表達的模式，具有雜種優(yōu)勢；CsTGY_SBPs基因在‘紫牡丹’中整體表達趨于親本‘鐵觀音’，在‘瑞香’中整體呈現(xiàn)低于親本‘黃棪’的表達模式。

不同小寫字母表示同一基因不同品種間表達差異顯著(P<0.05)圖6 CsTGY_SBPs在不同茶樹品種中的表達模式Different normal letters indicate the expression differences between different tea plants under the same gene at 0.05 levelFig.6 Expression patterns of CsTGY_SBPs in different tea plants cultivars

3 討 論

3.1 茶樹SBP家族基因進化特征和功能分析

轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育過程中起著重要作用，SBP基因是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，在植物中含有高度保守的SBP結(jié)構(gòu)域[2]。通過植物全基因組分析，已鑒定出多種植物的SBP基因，包括楊樹的28個[6]、擬南芥的17個和水稻的19個[4]等。本研究在茶樹品種‘鐵觀音’‘黃棪’‘舒茶早’和‘龍井43’基因組中分別鑒定出21、25、24和23個SBP基因，SBP基因數(shù)量的差異可能是由于全基因組重復(fù)(WGD)事件[2]。茶樹SBP家族基因數(shù)量多于模式植物擬南芥和水稻[4]。對鐵觀音、擬南芥、水稻和葡萄構(gòu)建系統(tǒng)進化樹發(fā)現(xiàn)所有的SBP基因分為8個亞家族(Ⅰ-Ⅷ)，與番茄[5]的分類一致。通過系統(tǒng)進化樹和共線性分析發(fā)現(xiàn)茶樹SBP基因與葡萄和擬南芥的聚類比與水稻的聚類更緊密，這與茶樹、葡萄和擬南芥都是雙子葉植物這一事實相一致[24]。鑒于茶樹SBP基因和擬南芥的同源性，推測同一亞族的SBP同源基因可能發(fā)揮相似的功能，AtSPL9和AtSPL15調(diào)控芽葉成熟[8]，其同源基因CsTGY_SBP18可能具有相同的功能。ATSPL3、ATSPL4和ATSPL5調(diào)控擬南芥的營養(yǎng)生長時相轉(zhuǎn)變和開花[7]，推測其同源基因CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP6、CsTGY_SBP12和CsTGY_SBP13可能參與茶樹花開花的過程。

3.2 茶樹SBP家族基因miR156靶位點的保守性分析

MicroRNAs在基因表達調(diào)控中發(fā)揮重要作用，SBP基因的表達水平可由miR156或miR157調(diào)控，在水稻中有11個OsSPL基因被miR156預(yù)測或驗證為靶向基因[25]。過表達miR156在擬南芥中下調(diào)多個SPLs的表達，但沒有識別靶位點的SPLs不受影響[26]，突變AtSPL3的miR156/157識別位點后，AtSPL3的轉(zhuǎn)錄水平顯著升高[27]。Salinas等[5]研究表明miR156和miR157在番茄的幼苗、葉片和花藥中的表達量最高，而大多數(shù)miR156靶向的SlySBP基因在幼花序和果實發(fā)育成熟過程中都有表達，表明SlySBP基因受miR156/157調(diào)控。本研究發(fā)現(xiàn)miRNA靶基因預(yù)測有13個CsTGY_SBP基因受miR156調(diào)控，其中有9個靶向的CsTGY_SBP基因在編碼區(qū)，且CsTGY_SBP2、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP16等miR156靶向的基因在芽、嫩葉和莖中高表達，推測miR156-SBPs模式可能共同作用于茶樹的生長發(fā)育。但關(guān)于miR156-SBPs處于怎樣的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)有待進一步研究。

3.3 CsTGY_SBP家族基因在茶樹中的雜種優(yōu)勢與遺傳分析

目前茶樹雜種優(yōu)勢在分子機制上的研究與水稻[28]、玉米[29]和煙草[30]等模式植物相比較少，其中重要原因是茶樹親本基因組研究未見報道，本研究基于親本茶樹‘鐵觀音’和‘黃棪’基因組，對SBP轉(zhuǎn)錄因子在茶樹雜種優(yōu)勢中的作用進行研究。研究表明CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP14在F1‘金觀音’中的表達量介于母本‘鐵觀音’和父本‘黃棪’之間，在F1‘黃觀音’中的表達量下調(diào)，且表達量偏向母本‘鐵觀音’，與郭吉春等[16]研究并不完全一致，郭吉春等認為‘金觀音’和‘黃棪’屬于早生種，‘黃觀音’的芽葉和嫩莖等遺傳性狀趨向父本‘黃棪’，而本研究的多數(shù)CsTGY_SBP基因在‘金觀音’和‘黃觀音’中的表達量不完全趨向父本‘黃棪’，可能是親本和雜種基因的差異表達還受順、反式作用元件及環(huán)境因子等的影響[19,31]。本研究發(fā)現(xiàn)CsTGY_SBPs基因在‘瑞香’中整體呈現(xiàn)低于親本‘黃棪’的表達模式，與前人對‘瑞香’的生長勢研究結(jié)果一致[32]，侯炳豪等[20]研究顯示在‘瑞香’中CsGRF相對表達量顯著低于‘黃棪’，也證實‘瑞香’的生長勢低于‘黃棪’這一觀點，且前人研究發(fā)現(xiàn)‘瑞香’與‘黃棪’親緣關(guān)系最近[33]。此外，非加性基因在植物雜種優(yōu)勢中發(fā)揮重要作用，在水稻中有34%的基因表現(xiàn)出非加性表達模式[28]，超顯性對于玉米的穗重和株高及穗位高相關(guān)性狀的調(diào)控發(fā)揮著重要作用[29]，在煙草中參與煙堿合成和轉(zhuǎn)運的關(guān)鍵基因呈現(xiàn)超顯性模式，可能是煙堿雜種優(yōu)勢的主要原因[30]，本研究表明‘鐵觀音’與‘黃棪’雜交產(chǎn)生的F1‘紫玫瑰’在CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP7、CsTGY_SBP12、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP18呈超高親表達的模式，F(xiàn)1‘金牡丹’中在CsTGY_SBP5和CsTGY_SBP8中的表達顯著高于親本，存在雜種優(yōu)勢，符合非加性表達在雜種優(yōu)勢形成中起主要作用[18]和超顯性假說[31]的觀點。且在F1‘金牡丹’和F1‘紫玫瑰’中均顯著高于親本的CsTGY_SBP5可能是茶樹雜種優(yōu)勢的重要調(diào)控因子。本研究將有助于闡明SBP家族基因在茶樹雜種和親本上的遺傳規(guī)律，但仍需要對這些候選基因的生物學功能及miR156-SBPs的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進一步研究。