全基因组关联鉴定与茶叶滋味相关的分子标记
第一作者
Kaixing Fang
第一单位
广东省农业科学院茶叶研究所
通讯作者
Hualing Wu
Abstract
背景+问题：The characteristic secondary metabolites in tea (theanine, caffeine, and catechins) are important factors contributing to unique tea flavors. However, there has been relatively little research on molecular markers related to these metabolites.
主要研究：Thus, we conducted a genome-wide association analysis of the levels of these tea flavor-related metabolites in three seasons.
结果1：The theanine, caffeine, and catechin levels in Population 1 comprising 191 tea plant germplasms were examined, which revealed that their heritability exceeded 0.5 in the analyzed seasons.
结果2：The SNPs detected by amplified-fragment SNP and methylation sequencing divided Population 1 into three groups and seven subgroups. An association analysis yielded 307 SNP markers related to theanine, caffeine, and catechins that were common to all three seasons. Some of the markers were pleiotropic.
结果3：The functional annotation of 180 key genes at the SNP loci revealed that FLS, UGT, MYB, and WD40 domain-containing proteins, as well as ATP-binding cassette transporters, may be important for catechin synthesis. KEGG and GO analyses indicated that these genes are associated with metabolic pathways and secondary metabolite biosynthesis.
结果4：Moreover, in Population 2 (98 tea plant germplasm resources), 30 candidate SNPs were verified, including 17 SNPs that were significantly or extremely significantly associated with specific metabolite levels.
结论：These results will provide a foundation for future research on important flavor-related metabolites and may help accelerate the breeding of new tea varieties.
摘 要
茶中特有的次生代谢产物（茶氨酸，咖啡因和儿茶素）是产生茶叶独特风味的重要因素。然而，与这些代谢物相关的分子标记的研究相对较少。因此，我们在三个季节中对这些与茶风味相关的代谢物的进行了全基因组关联分析。检测了包含191种茶树种质的种群1中茶氨酸，咖啡因和儿茶素的水平，结果表明，在所分析的季节中，茶氨酸，咖啡因和儿茶素的遗传度超过0.5，并且具有以下等级顺序（从最高到最低的遗传度）：（+）-儿茶素>（ -）-没食子儿茶素没食子酸酯>咖啡因=（-）-表儿茶素>（-）-表没食子儿茶素-3-没食子酸酯>茶氨酸>（-）-表没食子儿茶素>（-）-表儿茶素-3-没食子酸酯>儿茶素没食子酸酯>（+）-没食子儿茶素。通过扩增片段SNP和甲基化测序检测到的SNP将种群1分为三个group和七个subgroup。关联分析得出了与三个季节中茶氨酸，咖啡因和儿茶素相关的307个SNP标记。一些标记是多效的。SNP基因座上的180个关键基因的功能注释显示，含有FLS，UGT，MYB和WD40域的蛋白质以及ATP结合盒转运蛋白，可能对儿茶素的合成很重要。KEGG和GO分析表明，这些基因与代谢途径和次级代谢产物的生物合成有关。此外，在种群2（98种茶树种质资源）中，验证了30种候选SNP，包括与特定代谢物水平显着或极显着相关的17种SNP。
https://doi.org/10.1038/s41438-021-00477-3
Journal: Horticulture Research
Published date:01 March 2021
END
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