春季发芽期(Timing of spring bud flush,TBF)是茶树重要的农艺性状,对茶叶的风味品质和经济效益均具有重要的影响。为了挖掘调控茶树TBF性状的关键候选基因,以龙井43×白毫早杂交的F1群体327株子代为材料,利用基于该群体构建的茶树高密度遗传图谱,采用MapQTL 6.0和GACD 1.2软件对茶树春季发芽指数(Sprouting indexs,SPI)进行数量性状基因座(QTL)定位。连续两年(2022、2023年)对群体子代的春季SPI进行观测,结果显示,SPI在F1群体内存在明显的性状分离,表现出数量性状的特征。利用MapQTL6.0软件定位到1个主效的QTL(qSPI-5-1),分别可解释18.30%(2022年)和7.60%(2023年)的表型变异;利用GACD1.2软件定位到2个稳定的QTL位点(qSPI-1,qSPI-5-2),解释2.75%~18.40%的表型变异,且qSPI-5-2与qSPI-5-1位点基本重合。进一步将上述3个位点的置信区间与茶树参考基因组进行比对,通过基因功能注释分析共筛选到23个与调控茶树春季发芽期相关的候选基因。研究结果为进一步探究茶树春季萌发的调控基因和分子机理提供了理论参考。
采用SMART-RACE技术克隆了茶树Dof(DNA binding with one finger)基因CsCDF1的全长c DNA序列,并利用在线生物信息学软件对其进行了分析。采用实时荧光定量PCR分析该Dof基因在茶树不同组织间的表达差异和昼夜表达规律,及其在氮饥饿处理2周后对不同浓度氮素诱导的响应。该c DNA序列全长1 606 bp,包含1个编码464个氨基酸的完整开放阅读框,含有高度保守的DOF结构域,推导的蛋白分子量为50.8 k Da,理论等电点(PI)为5.52;其编码的蛋白序列与茸毛烟草、马铃薯和美花烟草的CDF蛋白(Cycling dof factor)相似性分别为69%、67%、68%。系统发育分析结果表明,该基因编码的氨基酸序列与拟南芥CDF蛋白聚为一类,因此将其命名为CsCDF1;CsCDF1在3个不同茶树品种根系中的表达量均高于一芽二叶和成熟叶;在一天中,该基因的表达呈现出昼夜节律变化;在氮饥饿后重新供氮,不同组织中该基因对不同浓度氮素的响应均为上调。
