中国农业科学 | 华南农大陈忠正课题组筛选茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子

茶氨酸（L-Theanine）是茶叶中特有的一种非蛋白质游离氨基酸，占游离氨基酸的30%—60%，是一种重要的功能活性物质，具有多种健康功效，尤其在减少焦虑和压力、神经保护、提高认知功能、改善情绪状态和睡眠质量等方面具有重要作用。茶树茶氨酸是由茶氨酸合成酶（theanine synthetase，TS）催化乙胺（ethylamine，EA）和谷氨酸（L-glutamic acid，Glu）生物合成。乙胺作为茶树中茶氨酸合成的重要底物，主要由丙氨酸通过丙氨酸脱羧酶CsAlaDC脱羧生成，筛选调控CsAlaDC的转录因子，从转录调控角度探究茶氨酸生物合成机制具有重要意义。

近期，华南农业大学食品学院陈忠正课题组完成的题为“茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子的筛选”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷12期正式发表。

以‘英红9号’茶树为材料，通过PCR克隆CsAlaDC启动子，以其为诱饵，利用酵母单杂交从文库中筛选获得候选转录因子，克隆候选转录因子的CDS，并回转验证。利用生物信息学方法对候选转录因子进行蛋白结构域、蛋白大小及可溶性分析，借助双荧光素酶试验探究候选转录因子对CsAlaDC的表达调控作用，并用亚细胞定位技术测定候选转录因子在细胞内的分布情况。

proCsAlaDC的克隆电泳图

克隆获得‘英红9号’茶树CsAlaDC启动子，包含真核生物基本的TATA-box和CAAT-box等启动子核心元件，I-box、G-Box、TCT-motif、TCCC-motif、Box4等光响应相关元件，CAT-box分生组织表达相关顺式作用元件，以及ABRE脱落酸响应元件、TC-rich repeats防御和压力反应顺式作用元件，还有MYB、MYC和WRKY等转录因子家族识别结合位点。

以CsAlaDC启动子为诱饵进行酵母单杂交，从‘英红9号’cDNA文库中筛选获得17个结合蛋白，经初筛，获得5个候选转录因子，克隆CDS，并回转验证，获得3个转录因子：CsFBX、CsBBX和CsASR。

候选转录因子基因的克隆酵母单杂交验证候选转录因子与proCsAlaDC结合情况

双荧光素酶试验表明，CsBBX和CsASR对CsAlaDC具有转录激活作用，CsFBX无显著调控活性。

双荧光素酶载体构建及调控活性分析

亚细胞定位表明，CsFBX和CsBBX定位于细胞核，CsASR定位于细胞核和细胞质。

克隆转录因子的亚细胞定位结果图

综上，从‘英红9号’cDNA文库中筛选获得3个调控乙胺合成关键酶基因CsAlaDC的转录因子：CsFBX、CsBBX和CsASR，均能结合CsAlaDC启动子，且CsBBX和CsASR对CsAlaDC具有转录激活作用。

华南农业大学食品学院阮桥君为该文第一作者，陈忠正副教授为通信作者。

该研究获得国家农业农村部农业科技创新条件提升建设工程（2020-440100-012846）的资助。

全文链接：

《茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子的筛选》

引用文献：

阮桥君, 毛苗苗, 张媛媛, 林晓蓉, 陈忠正. 茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子的筛选[J]. 中国农业科学, 2025, 58(12): 2427-2438.

RUAN QiaoJun, MAO MiaoMiao, ZHANG YuanYuan, LIN XiaoRong, CHEN ZhongZheng. Screening of Transcription Factors for Key Enzyme Gene CsAlaDC Involved in Ethylamine Synthesis in Yinghong 9 (Camellia sinensis)[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(12): 2427-2438.