紫娟茶树miR828a靶基因WER的克隆及生物信息学研究

刘　悦　曲　浩　尚卫琼　孙云南　田易萍　仝佳音　陈林波★

（云南省农业科学院茶叶研究所/云南省茶学重点实验室，云南勐海　666201）

摘　要：为进一步了解miR828a靶基因WER的功能及生物学特性。通过RACE方法对“紫娟”茶树WER基因进行克隆，并使用生物信息学Protparam、SignalP、SWISS-MoDEL等工具对其序列进行分析。结果表明，WER基因全长885bp，含有一条276bp的完整开放阅读框，编码92个氨基酸，与番樱桃SoMYB114具有较高亲缘性。WER属于不稳定亲水蛋白，具有跨膜结构域，亚细胞定位于质膜和线粒体上。推测WER蛋白在质膜和线粒体上发挥信号转导的作用。

关键词：茶树；miR828a；WER；RACE方法；克隆；生物信息学分析

注：★为通讯作者。(www.xing528.com)

茶树在叶片颜色上具有很大的多样性，不同程度上积累花青素[1]。紫娟茶树（Camellia sinensis cv. Zijuan）的特色之一就是叶片在不同发育阶段的颜色由紫色变为绿色，一部分因素是因为花青素等内含物质发生变化。目前，消费者对食品质量具有较高的要求，茶叶中的花青素含量对消费者的选择有着较强的影响。有研究显示[2]，调控因子决定结构基因表达与否及强弱，影响花青素合成水平。目前，对拟南芥、玉米、牵牛花等模式植物和农作物在黄酮类化合物的生物合成方面有着广泛的研究，并发现一些转录因子对花青素生物合成途径的基因具有调节作用[3]。MicroRNAs（miRNAs）作为一种重要的内源性非编码小RNA，在植物基因表达过程中起着关键的调控作用[4]。miR828a的靶基因WER是最大的转录因子家族MYB的成员之一，MYB家族在植物发育、代谢、生物和非生物胁迫的反应中起着关键的调节作用，但茶树中有关miRNAs及靶基因的作用目前报道还较少。

miRNAs最重要的功能是能够启动具有多个mRNA靶标的调控级联反应，在转录水平发挥作用，通过RNA切割或翻译抑制目标基因的表达[5]。有研究表明，植物组织的花青素含量受miRNAs的影响[6]。例如，拟南芥中miR828的过表达导致MYB转录因子的表达水平降低，从而降低花青素水平[7]。在番茄中miR828被认为是花青素生物合成的负调控因子，调控MYB转录因子的表达[8-9]。在苹果中miR828可靶向19个MYB转录因子，这些MYB基因大部分都参与调控花青素合成相关的初级和次级代谢[10]。在荔枝中miR156a在果实成熟过程中产生差异表达，并通过SPL1的调控影响花青素的积累[11]。miR828是近年来通过深度测序发现的一种新的miRNA，而茶树miR828靶基因功能研究还不太详尽。

本研究在前期对不同叶色茶树（紫娟为紫色、云抗10号为黄绿色、福鼎大白茶为绿色）进行miRNA测序分析时，在紫娟茶树叶片中发现了一条miR828a片段具有显著差异，该片段与拟南芥miR828a高度同源。通过对miR828a的靶基因预测，发现12个靶基因，其中包含MYB家族基因WER。因此，本研究对WER基因进行克隆，获得了一条长度为885bp的WER序列通过生物信息学软件构建了WER的系统发育树，并对其疏水性、结构域、三维结构等进行预测。对茶树miR828a靶基因WER序列的克隆及生物信息学分析，旨在为进一步研究miR828a及靶基因WER在紫娟茶树花青素合成中的功能机制奠定基础。