茶树黄酮醇合成酶基因的功能分析及其在花药发育中的作用

黄酮类化合物，包括黄酮醇衍生物，是茶叶的主要涩味化合物，对人体健康有益。已经进行了许多研究以全面鉴定和表征茶树中的酚类化合物。然而，茶黄酮类化合物的生物学功能尚不清楚，尤其是那些在花器官中积累的物质。此研究通过代谢组学和转录组学分析，研究了花蕾不同发育阶段和茶花各部位酚类化合物的代谢特征。靶向代谢组学分析揭示了开花期间不同酚类多酚化合物的不同积累模式；此外，随着花朵的开放，黄酮醇化合物的含量逐渐增加。花瓣和雄蕊是黄酮和黄酮醇积累的主要场所。与可育花相比，杂交不育花花药中某些黄酮醇，如山奈酚衍生物的含量显着降低。转录组学分析揭示了茶花中同一基因家族中基因的不同表达模式。CsFLSb 基因在开花期间显着增加并在花药中高表达。与可育花相比，CsFLSb 在不育花中显着下调。对三个 CsFLS 基因的进一步功能验证表明，CsFLSb 导致转基因烟草花中黄酮醇含量增加，并且 CsFLSa 作用于叶片。总之，这项研究突出了茶花中酚类化合物的代谢特性，并确定了三个 CsFLS 基因如何在茶树的营养和生殖器官中发挥不同的功能。此外，CsFLSb 可以调节茶花中黄酮醇的生物合成，从而影响生育力。该研究对于平衡茶树的生殖生长和营养生长具有重要意义。