作者:杨凡 来源:中国科学报 发布时间:2020/2/26 13:16:44
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安徽农业大学首次发现参与植物涩味化合物水解关键基因

 

日前,安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室夏涛课题组,首次从植物体内发现并鉴定了参与植物单宁化合物降解的单宁酰基水解酶基因。该项成果近日在线发表于《新植物学家》。

植物单宁是植物界普遍存在的酚类化合物,是植物在生存适应过程中为了抵御病毒、菌类等微生物或环境的胁迫而形成的一种次生代谢产物,它们广泛的积累于茶叶、水果、蔬菜等各种植物性食品中,是决定涩味的主要化合物。长期以来,有关控制植物单宁化合物的合成及水解途径的关键基因尚不清楚,成为国内外植物界高度关注的研究热点。

课题组经过十余年的潜心研究,利用多种酶纯化手段结合质谱分析,从茶树中分离纯化鉴定了茶树单宁酶。研究团队成员刘亚军介绍,课题组2008年就发现茶树中存在降解茶涩味化合物酯型儿茶素的酶,但不清楚是什么酶在发挥作用,课题组通过不断努力,尝试各种方法,有针对性从茶树中纯化该酶。但因为纯化效率依旧不高,最终筛选出12个候选酶基因。课题组又对候选基因进行逐一功能验证,最终找到单宁酰基水解酶,确定了编码该酶的基因序列。

进一步分析表明,单宁酰基水解酶属于单宁酰基水解酶家族,并发现该家族酶普遍存在于柿子、葡萄、草莓等富含单宁的植物中;通过基因功能验证证实它们参与涩味化合物化合物酯型儿茶素、没食子单宁和鞣花单宁的代谢;进化证据表明,编码这些蛋白质的单宁酶基因家族不同于微生物单宁酶基因,在植物中具有独立的系统进化起源。

夏涛介绍,植物单宁酶基因的鉴定发现,为茶树、柿子、葡萄、草莓等富含单宁化合物的作物品质调控和优良品种选育提供了理论依据。举个例子说,大家都知道茶树中的多酚类物质(酯型儿茶素)能够抗氧化、抗肿瘤,但如果含量过多,就导致茶叶很涩,影响风味,现在通过分子辅助育种的方式选育适量酯型儿茶素含量的茶树,就能让茶既能风味品质好,又能起到促进健康的作用。

论文相关信息:https://doi.org/10.1111/nph.16425

 
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