茶是世界上最受欢迎的非酒精饮料之一。游离氨基酸,尤其是茶氨酸,是茶汤鲜味的主要组成。然而,关于茶树氨基酸含量变异的遗传基础仍不清晰。因此,基于靶向代谢组学的方法,本研究连续两年检测了174份茶树种质嫩叶的游离氨基酸含量,并通过转录组分析获得了这些种质的基因型。基于代谢表型和基因型,通过全基因组关联研究研究影响茶树鲜叶游离氨基酸含量变异的位点。本研究鉴定到69个-log10 (P-value) 大于 5的位点。功能注释的结果分析显示,支链氨基酸转移酶、谷氨酰胺合成酶、硝酸盐转运蛋白和谷氨酸脱羧酶均可能在氨基酸代谢的过程中发挥重要作用。因此,本研究从中选择了两个显著的位点:谷氨酰胺合成酶(Glu1,P=3.71×10-4;Arg1,P=4.61×10-5)和支链氨基酸转移酶(Val1,P=4.67×10-5;I_Leu1,P=3.56×10-6)。对CsGS和CsBCAT进行基因型分析,选择CsGS的两个等位基因(CsGS-L、CsGS-H)和CsBCAT的两个等位基因(CsBCAT-L、CsBCAT-H)进行功能验证。CsGS-L和CsGS-H过表达提高了转基因植株中的谷氨酸和精氨酸含量;CsBCAT-L和CsBCAT-H过表达促进了缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸的积累。体外酶活性分析发现SNP1054对CsGS催化谷氨酸生成谷氨酰胺的酶活性具有重要影响。此外,CsGS-L和CsGS-H差异调控谷氨酰胺的积累,CsBCAT-L和CsBCAT-H差异调控支链氨基酸的积累。综上所述,本研究的结果将为茶树氨基酸含量变异的遗传基础解析提供新的认识,并为鉴定优质基因以提高茶树氨基酸含量提供理论依据。
番茄褐色皱果病毒(tomato brown rugose fruit virus,ToBRFV)是2015年首次报道的一种烟草花叶病毒属病毒,是番茄安全生产的严重威胁。该病毒已经传播到美洲、亚洲和欧洲的十个国家。2019年,ToBRFV在中国山东发生。本论文旨在明确ToBRFV山东分离物(ToBRFV-SD)的症状、寄主范围和分子特性,并建立一种有效的检测方法。田间调查ToBRFV-SD在不同品种的症状表现。将ToBRFV-SD接种辣椒、本氏烟、马铃薯、茄子、中烟102和50个番茄品种,鉴定其寄主范围。分段克隆ToBRFV-SD基因组片段,并测定其序列;利用BioEdit version 7.2.6比对ToBRFV所有分离物的全基因组序列,分析序列一致率;利用MEGA version 10.1.5构建系统发育树。根据ToBRFV、烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)、番茄花叶病毒(tomato mosaic virus,ToMV)和番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)等四种番茄重要病毒基因组的保守区域设计特异性引物,建立四重RT-PCR检测体系。ToBRFV-SD在番茄叶片引起不同程度的花叶和疱斑,在花萼和花梗上引起坏死,在番茄果实上引起畸形、黄斑和褐色皱缩坏死斑。ToBRFV-SD可侵染番茄、辣椒和本氏烟,隐症侵染马铃薯、茄子和烟草品种中烟102。测试的50个番茄品种均不抗ToBRFV-SD。ToBRFV-SD和以色列分离物ToBRFV-IL基因组的核苷酸和氨基酸一致率最高。在基于全基因组序列的系统进化树中,所有ToBRFV分离物聚集到一个分枝,与烟草花叶病毒分枝距离较近。随后,我们建立了四重RT-PCR检测体系,能够通过一个RT-PCR反应,同时检测并区分ToBRFV、TMV、ToMV和TSWV。本研究明确了ToBRFV-SD的症状、寄主范围和分子特性,建立了能区分ToBRFV、TMV、ToMV和TSWV四重RT-PCR检测体系,对指导ToBRFV的早期检测和防控有积极作用。