茶树己烯醛异构酶CsHI的功能研究

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(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯醛是两种重要的绿叶挥发物(GLV),对茶叶香气尤其是青气具有重要的贡献。红茶揉捻过程中产生强烈的青草气;较其他茶类,红茶中总是含有更多的(E)-2-己烯醛。在辣椒和黄瓜中,(Z)-3-己烯醛可以在己烯醛异构酶(HI)催化下可以生成(E)-2-己烯醛。然而,这个己烯醛异构酶在茶树中尚未被鉴定(Cs HI)。本文研究了茶叶萎凋和揉捻过程中(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯醛含量的变化,以及鉴定了Cs HI的功能。主要研究结果如下:1)金萱品种茶叶鲜叶中含有较多的(E)-2-己烯醛,而(Z)-3-己烯醛和(Z)-3-己烯醇含量极少。随着萎凋的进行,完整萎凋叶内部的(E)-2-己烯醛逐步减少。然而,当萎凋叶破碎后,大量的(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯醛生成,其含量较萎凋叶内部的高出上千倍。这些结果表明,茶叶揉捻过程中产生的青气主要是由(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯醛构成。2)为了确定茶树中是否存在Cs HI,我们在茶树基因组数据库(Tea Plant Information Archive,TPIA)中筛选出可能的Cs HI候选基因(TPIA编号:TEA008919)。随后,原核表达和体外酶活性分析表明,Cs HI不可逆地催化(Z)-3-己烯醛转化为(E)-2-己烯醛。此外,烟草瞬时表达分析也表明,转染的烟草叶片破碎后产生的(E)-2-己烯醛比例较对照组显著(P<0.05)升高。这些结果表明,Cs HI可能具有催化茶树中(Z)-3-己烯醛转化为(E)-2-己烯醛的生物学功能。因此,揉捻过程中产生的(E)-2-己烯醛可能与茶叶中Cs HI的存在有关,这可能进一步导致红茶中含有较多的(E)-2-己烯醛。3)低温胁迫,脱水胁迫和机械损伤等非生物胁迫不会改变茶叶萎凋过程中萎凋叶内(E)-2-己烯醛含量降低的趋势,但可以改变萎凋叶破碎后(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯醛的生成。这可能与这三种非生物胁迫可以调控Cs HI m RNA的转录,进而影响萎凋叶破碎后(Z)-3-己烯醛和(E)-2-己烯醛的比例有关。
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