白茶萎凋過程萜烯類合成相關基因的鑒定和表達分析

陳雪津，王鵬杰，林馨穎，谷夢雅，鄭玉成，鄭知臨，葉乃興

白茶萎凋過程萜烯類合成相關基因的鑒定和表達分析

陳雪津，王鵬杰，林馨穎，谷夢雅，鄭玉成，鄭知臨，葉乃興*

福建農林大學園藝學院/茶學福建省高校重點實驗室，福建 福州 350002

萜烯類化合物是植物中重要的次生代謝產物之一，對茶樹揮發性香氣的組成起著重要作用。從茶樹基因組數據庫中鑒定獲得了141個茶樹萜烯類合成相關基因，并對其不同組織表達特異性進行分析，篩選出16個在茶樹頂芽和嫩葉中高表達的萜烯類合成代表基因。生物信息學分析結果表明，系統進化關系將茶樹與擬南芥和葡萄的萜烯類合成相關基因分成了4個亞家族；茶樹萜烯類合成相關基因含有5~14個外顯子，在上游啟動子區域分析發現了大量與光響應、植物生長發育、激素和脅迫響應密切相關的順式作用元件。熒光定量檢測發現，、和在白茶萎凋過程中的表達顯著上調；在萎凋4?h和24?h的表達達到峰值。本研究結果為進一步挖掘茶葉萎凋過程中萜烯類合成相關基因對茶葉香氣組分積累提供了理論依據。

白茶；香氣；萜烯類；表達分析

茶葉是世界三大無酒精飲料之一，隨著健康生活理念的傳播，近年來具有諸多保健功能的茶葉產品在國內外市場廣受歡迎。白茶是一類微發酵茶，經過的加工工序在各大茶類中最少。白茶的加工工序包括了長時間的萎凋和干燥過程[1]。萎凋是采后茶葉自然緩慢脫水的過程。茶葉的風味化合物（如兒茶素、脂肪酸、揮發性香氣成分和游離氨基酸等）在萎凋過程中發生生理生化改變，維持生理代謝平衡，以抵御脫水脅迫[2-3]。盡管茶葉的揮發性香氣成分含量非常有限（總干重的0.01%），但它們對茶葉風味有極大影響[4]。在揮發性香氣中，萜烯類化合物香味活性高、閾值低，賦予白茶高品質的花香。

萜烯類生物合成從一個異戊二烯（Isoprene，C5）結構單位開始[5]，根據其結構單位數量的不同，可分為單萜（Monoterpene，C10）、倍半萜（Sesquiterpene，C15）和二萜（Diterpene，C20）等。萜烯類生物合成途徑有兩條，分別是在細胞質進行的甲羥戊酸（Mevalonate，MVA）途徑和在質體進行的2--甲基--赤蘚糖醇-4-磷酸（2--methyl-- erythritol-4-phosphat，MEP）途徑。MVA途徑由兩分子乙酰CoA（Acetoacetyl-CoA）在硫解酶的催化下合成乙酰乙酰CoA，經過一系列酶促反應后，最終產生異戊烯基焦磷酸（Isopentyl diphosphate，IPP）及其異構體二甲烯丙基焦磷酸（Dimethylallyl diphosphate，DMAPP）。異戊二烯結構單位在IPP和DMAPP相應基因作用下合成香葉基焦磷酸（Geranyl diphosphate，GPP）、法尼基焦磷酸（Farnesyl pyrophosphate，FPP）和焦磷酸雙葉酯（Geranylgeranyl pyrophosphate，GGPP）[6]。

揮發性萜烯類物質以糖苷態儲存于茶樹芽葉中，作為其香氣前體物質[7]。在糖苷水解酶作用下，水解糖苷態香氣成分，釋放香氣化合物，控制萜烯類化合物轉化形成揮發性萜烯類物質[8]。鑒于揮發性萜烯類物質合成相關基因在茶葉加工過程的重要作用，目前調控揮發性萜烯類物質合成途徑的相關基因已被鑒定并開展研究。本課題組前期通過克隆和表達分析發現，二磷酸甲羥戊酸脫羧酶（）[9]、牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸合成酶（）[10]和萜類合成酶（）[11]隨著萎凋時間的延長，表達量顯著提升。在茶葉萎凋過程中可產生特征性香氣物質。Hu等[12]通過轉錄組分析發現，在烏龍茶萎凋過程中，萜烯類合成相關基因誘導單萜與倍半萜等揮發性香氣物質積累。Chen等[2]的研究顯示，白茶萎凋中萜烯類合成酶相關基因表達量上調，催化底物生成單萜化合物，可能作用于白茶的“毫香”特征。Zheng等[13]研究表明，、和基因對茶樹揮發性雜種優勢具有重要的作用。從上述研究結果可以看出，萜烯類合成相關基因在揮發性香氣形成中具有重要的功能。

本研究以福鼎大白茶為供試材料，從茶樹基因組中鑒定獲得的141個萜烯類合成相關基因，根據其不同組織表達特異性分析，進一步篩選出16個在茶樹頂芽和嫩葉中高表達的萜烯類合成代表基因。通過生物信息學和實時熒光定量PCR技術分析這些代表基因的生物信息學特征和在白茶萎凋過程中的動態表達譜，為研究萜烯類合成相關基因在茶葉萎凋過程香氣形成的作用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

以福鼎大白茶（var.）春梢一芽二葉為原料，于2019年4月從福建農林大學南區教學茶園采集。白茶萎凋試驗處理參照陳靜等[14]的方法：室內自然萎凋溫度22~25℃，空氣相對濕度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，共有8個樣品，設置3次生物學重復，經液氮速凍后置–80℃超低溫冰箱保存備用。

1.2 茶樹萜烯類合成相關基因的鑒定

為了獲得茶樹萜烯類合成相關基因的序列信息，在茶樹基因組數據庫（http: //tpia.teaplant.org/index.html）中下載[15]。從TAIR數據庫（www.arabidopsis.org）獲取擬南芥參與萜烯類生物合成途徑的基因序列，并進行BLAST-P搜索，閾值為E-value<10-5。

1.3 茶樹萜烯類合成相關基因組織特異性表達分析與篩選

為明確茶樹萜烯類合成酶在不同組織特異性表達譜，采用王鵬杰等[16]方法從NCBI SRA（www.ncbi.nlm.nih.gov/sra）下載茶樹不同組織的轉錄組數據，包括根、莖、頂芽、嫩葉、成熟葉、老葉、花和果（SRP056466）。使用TopHat2軟件將轉錄組可讀數映射到茶樹基因組[17]，再通過HTseq軟件計算FPKM值（Fragments per kb per million reads）以量化基因表達水平[18]。利用TBtools軟件對已注釋的萜烯類合成相關基因FPKM值歸一化，并進行層次聚類分析。

1.4 茶樹萜烯類合成相關基因的生物信息學分析

以|log2 Ratio|≥1為標準篩選出茶樹頂芽和嫩葉的萜烯類合成相關代表基因。篩選獲得的茶樹萜烯類合成相關的差異表達基因利用在線網站ExPASy工具（https://web.expasy.org/protparam）進行蛋白的氨基酸組成、等電點、疏水性等理化性質分析；利用在線網站WoLF PAORT（https://wolfpsort.hgc.jp）進行亞細胞定位預測。

1.5 茶樹萜烯類合成相關基因的系統進化和基因結構分析

將篩選出的茶樹萜烯類合成相關基因通過在NCBI網站進行BLAST-P搜索獲得擬南芥和葡萄萜烯類合成相關基因蛋白質序列。利用ClustalW默認設置對氨基酸進行多序列比對，采用軟件MEGA 7.0的鄰接法（Neighbor-joining）構建系統進化樹，Boostrap值設置為1?000；利用在線軟件GSDS2.0（http://gsds.cbi.pku.edu.cn/index.php）分析茶樹萜烯類合成相關基因的結構信息。

1.6 茶樹萜烯類合成相關基因啟動子順式作用元件預測分析

在茶樹基因組網站（http://tpia.teaplant.org/ index.html）下載各成員基因轉錄起始位點上有2?000?bp的序列，使用在線網站Plant CARE（http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html）進行順式作用元件預測分析。

1.7 總RNA提取和實時熒光定量PCR

使用TIANGEN（天根）多糖多酚試劑盒提取茶樹葉片中RNA，NanoDrop 2000超微量分光光度計檢測提取出的RNA濃度和純度并用1%凝膠電泳對RNA的質量進行檢測，使用全式金Easyscript One-step gDNA Removal and cDNA synthesis superMix試劑盒合成cDNA用于qRT-PCR。

2 結果與分析

2.1 茶樹萜烯類合成相關基因鑒定與組織特異性表達分析

通過使用擬南芥基因序列作為查詢序列，在NCBI中通過BLASTn搜索，在茶樹基因組中鑒定獲得141個萜烯類生物合成相關基因，并按順序重新命名。其中有39個基因屬于萜烯類生物合成的MVA途徑，102個基因屬于萜烯類生物合成的MEP途徑。這些基因分別來自17種不同基因家族的成員。

為了解茶樹萜類合成相關基因在茶樹的不同組織表達模式，利用茶樹不同組織的基因組原始數據，將141個萜烯類合成相關基因進行不同組織的特異性表達模式分析（圖1）。

表1 MVA途徑相關基因熒光定量引物序列

表2 MEP途徑萜類相關基因熒光定量引物序列

研究發現在茶樹萜類合成相關基因家族中，特異性組織表達較高的代表性基因包括（TEA031429）（TEA008511）（TEA014739）（TEA001661）（TEA005868）（TEA028769）（TEA022423）（TEA022400）（TEA026311）（TEA019181）（TEA006109）（TEA000926）（TEA005817）（TEA026482）（TEA027323）（TEA010494）（TEA013763）（TEA012305）（TEA018159）（TEA019181）（TEA006109）（TEA011772）（TEA016514）。

2.2 茶樹萜烯類合成相關基因編碼蛋白的理化性質

經過鑒定和分析，最終獲得16個茶樹萜烯類合成相關基因。結果顯示（表3）其基因編碼序列（CDS）長度為711~2?223?bp，編碼氨基酸開放閱讀框（ORF）為236~740?aa。利用在線網站ExPASy軟件包對茶樹萜烯類合成相關基因進行理化性質分析。茶樹萜烯類合成相關基因分子量在59.72~181.79?kDa，等電點為4.91~5.10。篩選出的萜烯類合成基因編碼蛋白均為親水性蛋白，但親水程度不同。對茶樹萜烯類合成相關基因進行亞細胞定位預測，結果顯示均存在于細胞核中，其中大部分基因定位于葉綠體，少部分定位到質膜、細胞核和細胞質。

2.3 茶樹萜烯類合成相關基因進化樹構建

將茶樹萜烯類合成相關基因與擬南芥和葡萄萜烯類合成相關基因的蛋白序列使用ClustalW進行多重序列比對，并使用MEGA構建系統進化樹（圖2）。結果顯示，茶樹、擬南芥和葡萄的萜烯類合成相關基因聚類后可分成4組，其中，亞家族Ⅰ包含茶樹、、和，亞家族Ⅱ包含、、和，亞家族Ⅲ包含、、和，亞家族Ⅳ包含、、和。除了和與其他兩個物種不在同一個亞家族上，其他基因與擬南芥和葡萄都分布在一個亞家族上。

2.4 茶樹萜烯類合成相關基因結構分析

通過對外顯子-內顯子結構分析，進一步了解茶葉中在萜烯類生物合成的相關基因。茶葉萜烯類合成相關基因外顯子-內顯子結構圖顯示（圖3），每個基因的外顯子-內顯子數量差異很大，表明萜烯類合成相關基因在進化過程中出現了外顯子增加或者缺失現象。大多數萜烯類生物合成相關基因的編碼DNA序列中含有5~14個外顯子。然而本研究發現包含外顯子在編碼DNA序列中有19個外顯子。是最長的萜烯類生物合成相關基因，基因序列長度超過17.5?kbp。此外發現基因的外顯子-內顯子結構沒有內含子。茶葉在萜烯類生物合成相關基因結構的顯著差異表明，茶樹基因組在進化過程中發生了顯著的變化。

2.5 茶樹萜烯類合成相關基因啟動子順式元件分析

為研究茶樹萜烯類合成相關基因順式元件的功能，從茶樹基因組數據庫下載基因轉錄起始位置上游2?000?bp的序列，搜索每個基因順式作用元件。在茶葉萜烯類合成相關基因啟動子中共鑒定出26種順式元件（圖4），其中包含14種光敏信號元件、3種植物生長相關元件、4種脅迫響應元件和5種激素響應元件。光敏順式元件占有最大部分，包含有MRE、BOX4、ACE、GATA-motif、GT1-motif、AE-box、G-box、LAMP-element、TCT-motif、chs-CMA1a、I-box、GA-motif、AT1-motif和Sp1結合位點；響應茉莉酸酯的CGTCA-motif 結合位點和響應脫落酸的ABRE是萜烯類合成相關基因啟動子中最豐富的響應元件。此外，還發現少數激素響應元件，例如TCA-element（水楊酸）、TGA-element1（生長素）、P-box（赤霉素），以及脅迫響應順式元件，例如MBS（干旱）、ARE（厭氧誘導）和TC-rich repeats（防御和應激）。

2.6 參與MVP和MVA途徑的茶樹萜烯類合成相關基因表達量分析

將篩選出的16個茶樹萜烯類合成相關基因，進行白茶萎凋過程中不同時間段（0、4、8、16、24、32、40、48?h）基因表達量分析，結合MVA和MEP途徑繪制圖譜（圖5）。在MVA途徑中發現6個基因，催化IPP和DMAPP的形成。隨著萎凋時間的延長，和的表達量呈持續上升趨勢，和的表達量呈下降趨勢。進入萜烯類生物合成的IPP和DMAPP主要通過質體的MEP途徑，本研究發現了10個基因與該途徑有關。其中，上調表達基因有和。大部分基因在0~4?h和16~24?h表達量上調，包括、、、、、和，在萎凋過程中4?h和8?h的最高表達量比0?h的高了接近2倍。推測、、、、、和與茶葉單萜類芳香物質形成有關。

注：顏色刻度表示log2轉換后的值，紅色代表高表達，藍色代表低表達

表3 茶樹萜烯類合成相關基因編碼蛋白的理化性質

圖2 茶樹、擬南芥和葡萄萜烯類合成相關基因的進化樹

注：（A）萜烯類合成基因蛋白的系統進化樹；（B）萜烯類合成基因的外顯子-內含子結構。黃色表示外顯子，黑色表示內含子

注：MRE、BOX4、ACE、GATA-motif、GT1-motif、AE-box、G-box、LAMP-element、TCT-motif、chs-CMAIa、I-box、GA-motif、AT1-motif和Sp1是光敏響應元件；CAT-box、O2-site和GCN4-motif分別是分生表達組織、玉米醇溶蛋白代謝和胚乳表達；MBS，ARE和 TC-rich repeats分別是干旱響應，厭氧誘導和防御與應激響；ABRE、CGTCA-motif、TCA-element、TGA-element1和P-box分別為脫落酸響應、茉莉酸酯響應、水楊酸響應、生長素響應和赤霉素響應

注：AACT，乙酰輔酶A乙酰基轉移酶；HMGS，羥基-3-甲基戊二酰輔酶合成酶； HMGR，3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶；MVK，甲羥戊酸激酶；PMK，磷酸甲羥戊酸激酶；MVD，二磷酸甲羥戊酸脫羧酶；FPS，法尼基二磷酸合成酶；DXS，脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶；DXR，脫氧-D-木酮糖-5-磷酸還原異構酶；MCT，C-甲基-D-赤蘚糖醇4-磷酸胞苷酰轉移酶；CMK，（胞苷5-二磷酸)-2-C-甲基-D-赤蘚糖激酶；MCS，C-甲基赤蘚糖醇2,4-環二磷酸合成酶；HDS，4-羥基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸合成酶；HDR，4-羥基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸還原酶；IDI，異戊烯二磷酸異構酶；GPS，香葉基二磷酸合成酶；GGPS，香葉基香葉基二磷酸合成酶

3 討論

萜烯類化合物是種類、數量最豐富的一類植物次生代謝產物[20]。萜烯類合成相關基因迄今已在佛手[21]、花椒[22]和桂花[23]等物種中進行鑒定和表達分析。本研究從茶樹基因組數據庫中鑒定出141個萜烯類合成相關基因，對其的組織表達特異性進行分析，并通過茶樹頂芽和嫩葉的表達豐度進行了二次篩選，獲得16個差異表達顯著的代表基因。為了將茶樹中的萜烯類合成相關基因進行功能分類，利用聚類分析構建茶樹、擬南芥和葡萄的萜烯類合成相關基因系統進化樹。根據每個基因的保守性，將具有相似功能的基因分類到同一組，這也為萜烯類合成相關基因的功能研究提供了可靠依據。例如在擬南芥中鑒定出3個萜烯類合成相關基因在花中特異性表達，并催化其揮發性香氣物質的積累[24]。根據進化關系中基因的同源性，可以推測位于同一亞家族基因可能參與相似的調控途徑。

MVA途徑和MEP途徑是萜烯類化合物主要的合成途徑。MVA途徑主要參與茶葉倍半萜、三萜類化合物的合成；MEP途徑主要參與茶葉單萜和二萜類物質的合成[7]。萜烯類化合物大多具有獨特的香氣，特別是具有花香的芳樟醇和香葉醇。前人研究發現芳樟醇、香葉醇及其氧化物等萜烯類化合物是白茶顯“毫香”的特征成分，萎凋過程中脫水脅迫誘導的萜烯類化合物顯著增加[2]。在茶葉萎凋過程從0?h到48?h，萜烯類化合物從44種增加到65種[25]。芳樟醇及其氧化物、香葉醇、檸檬醛等萜烯類揮發物含量隨著萎凋進程持續顯著增加。Han等[26]研究表明，是控制MVA和MEP途徑中代謝通路的關鍵限速酶，在茶葉萎凋過程中促進了萜類化合物及其前體物質的積累。因此，萎凋過程可能會顯著影響茶葉萜烯類揮發物的含量與合成相關基因的表達，這與之前的研究結果一致。本研究結果顯示，和隨著萎凋時間延長逐漸上調，在48?h內顯示出表達峰值，這可能有助于下游萜烯類揮發物達到最大程度。

單萜化合物是具有花香的主要物質，對茶葉的品質風味有重要影響。對茉莉花不同花發育階段分析結果表明，MEP途徑關鍵基因對茉莉花主要揮發性香氣化合物-法尼烯、芳樟醇和乙酸芐酯的含量起作用[27]。Xu等[28]研究表明，MEP途徑的相關基因被激活以響應茶葉在萎凋過程中受到的脅迫。基因是MEP途徑控制速率的重要因子[29]，在葡萄中也發現是揮發性萜烯類代謝前體異戊二烯基焦磷酸（IPP）及二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）的限速酶之一[30]，預測與該基因與在葡萄萜烯類合成途徑的調節功能是相似的。姚雪倩等[10]研究發現，橙花叔醇、香葉醇、芳樟醇和法尼烯在做青后期不斷積累，可能與的表達量在做青過程靜置過程中持續增高有關。與該研究對比發現，本研究中在白茶萎凋過程中表達量持續增高，在萎凋48?h其表達量最高可達到鮮葉的2倍以上。在本研究中，和在萎凋過程0~4?h和16~24?h表達量呈上升趨勢，預測在這兩個時間段單萜類化合物得到快速積累。

本研究在茶樹基因組中鑒定出141個萜烯類合成相關基因，結合基因組織表達特異性篩選出16個高表達的成員，并進行系統的發育進化、基因結構和啟動子順式作用元件分析。此外采用熒光定量PCR分析萎凋過程中萜烯類合成相關基因的表達譜信息，推測其在茶葉萎凋過程中發揮作用。對茶葉萎凋過程中萜烯類合成相關基因的研究，既為茶葉揮發性香氣化合物合成機制提供信息，也為白茶萎凋生產提供了理論依據。

[1] 葉乃興. 白茶: 科學·技術與市場[M]. 北京: 中國農業出版社, 2010: 136-137. Ye N X. The science technology and market of white tea[M]. Beijing: China agriculture press, 2010: 136-137.

[2] Chen Q C, Zhu Y, Dai W D, et al. Aroma formation and dynamic changes during white tea processing [J]. Food Chemistry, 2019, 274: 915-924.

[3] Wang Y, Zheng P C, Liu P P, et al. Novel insight into the role of withering process in characteristic flavor formation of teas using transcriptome analysis and metabolite profiling [J]. Food Chemistry, 2018, 272: 313-322.

[4] Deng W W, Wang R, Yang T, et al. Functional characterization of salicylic acid carboxyl methyltransferase from, providing the aroma compound of methyl salicylate during withering process of white tea [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(50): 11036-11045.

[5] 徐燕. 茶樹萜類合成途徑關鍵基因克隆及表達研究[D]. 杭州: 浙江大學, 2013. Xu Y. Studies in cloning and expression of the key genes involved in the terpenoids metabolic pathway of tea plant [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2013.

[6] Yahyaa M, Tholl D, Cormier G, et al. Identification and characterization of terpene synthases potentially involved in the formation of volatile terpenes in carrot (L.) roots [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(19): 4870-4878.

[7] 賀志榮, 項威, 徐燕, 等. 茶樹揮發性萜類物質及其糖苷化合物生物合成的研究進展[J]. 茶葉科學, 2012, 32(1): 1-8. He Z R, Xiang W, Xu Y, et al. Progress in the research biosynthesis of volatile terpenoids and their glycosides in the tea plant [J]. Journal of Tea Science, 2012, 32(1): 1-8.

[8] 張冬桃, 孫君, 葉乃興, 等. 茶樹萜烯類香氣物質合成相關酶研究進展[J]. 茶葉學報, 2016, 56(2): 68-79. Zhang D T, Sun J, Ye N X, et al. Research progress of enzymes associated with terpene synthesis in[J]. Journal of Tea, 2016, 56(2): 68-79.

[9] 王鵬杰, 陳丹, 曹紅利, 等. 茶樹甲羥戊酸焦磷酸脫羧酶基因的克隆與表達分析[J]. 西北植物學報, 2017, 37(12):2342-2349.Wang P J, Chen D, Cao H L, et al. Cloning and expression of mevalonate diphosphate decarboxylase genein tea plant () [J]. Journal of Northwest Botany, 2017, 37(12): 2342-2349.

[10] 姚雪倩, 岳川, 楊國一, 等. 茶樹牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸合成酶基因的克隆及表達分析[J]. 茶葉科學, 2017, 37(1): 86-96.Yao X Q, Yue C, Yang G Y, et al. Cloning and expression analysis of geranygeranyl diphosphate synthase gene CsGGDPS in tea plant () [J]. Journal of Tea Science, 2017, 37 (1): 86-96.

[11] 王鵬杰, 陳丹, 俞瀅, 等. 茶樹單萜合成酶基因的克隆及表達分析[J]. 西北植物學報, 2017, 37(8): 1465-1473.Wang P J, Chen D, Yu Y, et al. Cloning and expression analysis of Monoterpene Synthase Gin tea plant () [J]. Northwest Journal of Botany, 2017, 37(8): 1465-1473.

[12] Hu C J, Li D, Ma Y X, et al. Formation mechanism of the oolong tea characteristic aroma during bruising and withering treatment [J]. Food Chemistry, 2018, 269: 202-211.

[13] Zheng Y C, Wang P J, Chen X J, et al. Transcriptome and metabolite profiling reveal novel insights into volatile heterosis in the tea plant () [J]. Molecules, 2019, 24(18): 3380. doi: org/10.3390/molecules24183380

[14] 陳靜, 俞瀅, 張丹丹, 等. 白茶萎凋過程中兒茶素合成關鍵酶基因表達分析[J]. 南方農業學報, 2016, 47(8): 1364-1369. Chen J, Yu Y, Zhang D D, et al. Expression of genes encoding of key enzymes in biosynthesis pathways of catechins in the withering process of white tea [J]. Southern Journal of Agriculture, 2016, 47 (8): 1364-1369.

[15] Wei C L, Yang H, Wang S B, et al. Draft genome sequence ofvar.provides insights into the evolution of the tea genome and tea quality [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, 115(18): E4151-E4158.

[16] 王鵬杰, 鄭玉成, 林浥, 等. 茶樹基因家族的全基因組鑒定及表達分析[J]. 西北植物學報, 2019, 39(3): 38-46. Wang P J, Zheng Y C, Lin Y, et al. Genome-wide identification and expression analysis ofgene Family in[J]. Journal of Northwest Botany, 2019, 39(3): 38-46.

[17] Trapnell C, Roberts A, Goff L, et al. Differential gene and transcript expression analysis of RNA-seq experiments with tophat and cufflinks [J]. Nature Protocols, 2012, 7(3): 562-578.

[18] Anders S, Pyl P T, Huber W, et al. Htseq-a python framework to work with high-throughput sequencing data [J]. Bioinformatics, 2015, 31(2): 166-169.

[19] Livak K, Schmittgen T. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2（-delta delta c(t)）method [J]. Methods, 2000, 25(4): 402-408.

[20] 岳躍沖, 范燕萍. 植物萜類合成酶及其代謝調控的研究進展[J]. 園藝學報, 2011, 38(2): 379-388.Yue Y C, Fan Y P. The terpenoid synthase and Regulation of terpene metabolism in plants [J]. Horticultural Journal, 2011, 38(2): 379-388.

[21] Xu Y Y, Zhu C Q, Xu W P, et al. Integration of metabolite profiling and transcriptome analysis reveals genes related to volatile terpenoid metabolism in finger citron (var.). Molecules, 2019, 24(14), 2564. doi: 10.3390/molecules24142564.

[22] Shi J W, Fei X T, Hu Y, et al. Identification of key genes in the synthesis pathway of volatile terpenoids in fruit of zanthoxylum bungeanum maxim [J]. Forests, 2019, 10(4): 328.doi: org/10.3390/f10040328.

[23] Zeng X L, Cai L, Riru Z, et al. Emission and accumulation of monoterpene and the key terpene synthase (TPS) associated with monoterpene biosynthesis in osmanthus fragrans lour [J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 6: 1232.doi: org/10.3389/fpls.2015.01232.

[24] Tholl D, Lee S. Terpene specialized metabolism in[J]. The Arabidopsis Book, 2011, 9: e0143. Doi: 10.1199/tab.0143.

[25] Wang Y, Zheng P C, Liu P P, et al. Novel insight into the role of withering process in characteristic flavor formation of teas using transcriptome analysis and metabolite profiling [J]. Food Chemistry, 2019, 272: 313-322.

[26] Han Z X, Rana M M, Liu G F, et al. Green tea flavour determinants and their changes over manufacturing processes [J]. Food Chemistry, 2016, 212: 739-748.

[27] Ying Y, Shi H L, Dan C, et al. Volatiles emitted at different flowering stages of jasminum sambac and expression of genes related to-farnesene biosynthesis [J]. Molecules, 2017, 22(4): 546. doi: org/10.3390/molecules22040546.

[28] Xu Q S, He Y X, Yan X M, et al. Unraveling a crosstalk regulatory network of temporal aroma accumulation in tea plant () leaves by integration of metabolomics and transcriptomics [J]. Environmental and Experimental Botany, 2018, 149: 81-94.

[29] Lorenzo C, Albert C, Patricia B, et al. Enhanced flux through the methylerythritol 4-phosphate pathway in Arabidopsis plants overexpressing deoxyxylulose 5-phosphate reductoisomerase [J]. Plant Molecular Biology, 2006, 62 (4): 683-695.

[30] Phillips M A, Walter M H, Ralph S G, et al. Functional identification and differential expression of 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate synthase in induced terpenoid resin formation of Norway spruce () [J]. Plant Molecular Biology, 2007, 65(3): 243-257.

Identification and Expression Analysis of Terpene Synthesis Related Genes during the Withering of White Tea

CHEN Xuejin, WANG Pengjie, LIN Xinying,GU Mengya, ZHENG Yucheng,ZHENG Zhilin,YE Naixing*

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

Terpenes are the important secondary metabolites in plants and play an important role in the composition of the volatile aroma of tea plants. In this study, 141 tea plant terpenoid synthesis-related genes were identified from the tea plant genome database. Their expression specificities in different tissues were analyzed. Sixteen terpene synthetic genes which were highly expressed in the apical buds and young leaves of tea plants were screened. The results of bioinformatics methods show that the phylogenetic relationship divides the genes related to terpene synthesis of tea plant, Arabidopsis and grape into four subfamilies. The terpenoid synthesis related genes contain 5 to 14 exons and a large number of cis-related elements closely related to light response, plant growth and development, hormone and stress response according to the upstream promoter region analysis. Fluorescence quantitative detection showed that the expressions of,andwere significantly up-regulated during the withering process of white tea. The expressions of,,,,,andshowed the highest expressions at 4?h and 24?h after withering. The results of this study provided a theoretical basis for further exploring the functions of terpenoid synthesis related genes in tea.

white tea, aroma, terpenes, expression analysis

《茶葉科學》參考文獻格式示范

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期刊類

[1] 朱旗, 施兆鵬, 任春梅. 綠茶香氣不同提取方法的研究[J]. 茶葉科學, 2001, 21(1): 38-43. Zhu Q, Shi Z P, Ren C M. Studies on the different aroma making methods of green tea aroma [J]. Journal of Tea Science, 2001, 21(1): 38-43.

碩博士論文

[2] 王俊翔. 零售商商店形象、廣告投入與自有品牌溢價支付意愿的關系研究[D]. 南京: 南京大學, 2017. Wang J X. Exploring the relationship between retailers' store image, advertising spending and customers' willingness to pay a price premium for private brand [D]. Nanjing: Nanjing University, 2017.

電子公告聯機網絡類

[3] 中國茶葉流通協會[EB/OL]. http://www.ctma.com.cn/ctma_xxb/cy/2019/0227/60411.html.China Tea Marketing Association [EB/OL]. http://www. ctma.com.cn/ctma_xxb /cy /2019/0227/60411.html.

書籍、專著類

[4] 吳明隆. 結構方程模型——AMOS的操作與應用[M]. 重慶: 重慶大學出版社, 2018. Wu M L. Structural equation model - operation and application of AMOS [M]. Chongqing: Chongqing University Press, 2018.

標準文獻

[5] 中華人民共和國國家衛生健康委員會. 食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量: GB 2763—2019[S]. 北京: 中國農業出版社, 2019. National Health Commission of the People's Republic of China. National food safety standard—Maximum residue limits for pesticides in food: GB 2763—2019 [S]. Beijing: China Agriculture Press, 2019.

S571.1；Q946.8

A

1000-369X(2020)03-363-12

2019-11-07

2019-12-13

國家自然科學基金項目（31270735）、福建農林大學科技創新專項基金項目（CXZX2017181、CXZX2016117）

陳雪津，女，碩士研究生，主要從事茶樹栽培育種和生物技術。*通信作者：ynxtea@126.com

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