近日，Horticultural Plant Journal在线发表了华南农业大学刘少群团队题为“Dynamic DNA methylation modification in catechins and terpenoids biosynthesis during tea plant (Camellia sinensis) leaf development（茶树叶片发育过程中DNA甲基化对儿茶素和萜烯类生物合成的动态修饰）”的研究论文。
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研究背景
茶树（Camellia sinensis）是一种重要的经济作物，其叶片富含次生代谢物。儿茶素和萜烯类物质对于茶叶滋味和香气具有重要贡献，其含量及种类随茶树叶片的发育发生了显著变化。DNA甲基化在植物生长发育及次生代谢中扮演着重要的角色。然而，关于DNA甲基化对茶树叶片发育过程中次生代谢物的调控仍不清晰。
02
研究问题
本研究以‘岭头单丛’茶树嫩叶和老叶为材料，通过全基因组DNA甲基化测序、转录组测序以及色谱分析技术，从DNA甲基化、基因转录和物质代谢三个层面，共同探讨在茶树叶片发育过程中，DNA甲基化的变化规律及其对于儿茶素、萜烯类代谢的潜在调控作用，研究结果可为提高茶叶原料利用率、辅助茶树育种提供理论指导。
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研究结果
（1）在茶树叶片发育过程中，全基因组DNA甲基化水平显著升高，并在全基因组背景下有着相似的DNA甲基化水平分布。
图1茶树叶片发育过程中DNA甲基化水平变化及在染色体上的分布情况
（2）全基因组DNA甲基化水平的显著升高主要受到甲基转移酶CMT2、CMT3、MET1和去甲基化酶DME共同调控。
图2茶树叶片发育过程中DNA甲基化相关基因的表达变化
（3）差异表达基因中只有少部分与差异甲基化区域相关联。功能富集分析表明与差异甲基化区域相关联的差异表达基因显著富集于苯丙烷、类黄酮及萜烯类通路上。
图3DNA甲基化与转录组联合分析
（4）儿茶素合成关键基因SCPL1A、LAR等以及萜烯类物质合成关键基因NES的基因表达水平显著受到DNA甲基化的调控。说明在茶树叶片发育过程中，DNA甲基化的动态变化对于儿茶素及萜烯类物质的组成及含量具有重要影响。
图5儿茶素及萜烯类代谢通路中关键基因的差异甲基化区域可视化
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意义和创新性
解析了茶树叶片发育过程中DNA甲基化图谱变化，DNA甲基化对儿茶素和萜烯类代谢的潜在调控作用，为表观遗传调控茶树次生代谢提供一定的见解。
作者及团队介绍
硕士研究生陈家浩为该论文的第一作者，孙彬妹副教授和刘少群研究员为该文的通信作者。本科生胡杨、朱张生副教授、郑鹏高级农艺师参与了本研究。
来源：Horticultural Plant Journal HPJ编辑部，
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