王瀚悦^1,2 , 田月月^1,2 , 赵秀秀^1,2 , 于谦^1,2 , 李程锦¹ , 王域^1,2 , 张丽霞^1,2*

1山东农业大学,作物生物学国家重点实验室,泰安, 271018; 2山东农业大学园艺科学与工程学院,泰安, 271018
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《分子植物育种》印刷版, 2021 年, 第 19 卷, 第 10 篇   
收稿日期: 2020年03月12日    接受日期: 2020年03月16日    发表日期: 2021年06月26日

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‘黄金芽’是典型的光照敏感型黄化茶树品种，黄化叶片中的叶绿素含量低，其叶绿素合成的主要受阻位点为粪卟啉Ⅲ→原卟啉原 IX→原卟啉 IX，而催化第二个反应进行的原卟啉原 IX氧化酶(protoporphyrinogen oxidase, Protox/PPOX)的表达及活性高低起着关键的调控作用。为了明确原卟啉原 IX氧化酶对‘黄金芽’的调控机制，我们对其进行了基因克隆与表达分析的相关研究。结果表明：CsPPOX 具有高度保守性且CsPPOX 功能正常，‘黄金芽’叶片中叶绿素合成在“原卟啉原Ⅸ→原卟啉Ⅸ”位点的受阻并不是由于CsPPOX基因缺陷引起；CsPPOX1 和CsPPOX2 均在第二叶中的表达量最高，其表达量与叶片发育阶段相关，同时也与叶色的黄化程度呈负相关性，CsPPOX1 和CsPPOX2 表达量均呈现红光>蓝光>紫外光的变化趋势，两者均响应光质的变化。生物信息学分析显示CsPPOX1 定位于叶绿体，而CsPPOX2 定位于线粒体上；CsPPOX1表达显著受到白光中 500~600 nm黄绿光的抑制，而CsPPOX2 表达更易受紫外光抑制，且与黄绿光无显著相关性，CsPPOX1 的表达调控对叶绿素合成起着重要作用；‘黄金芽’黄化叶片叶绿素合成受阻位点生化反应的底物(原卟啉原 IX)充足，产物(原卟啉 IX)含量低，可以排除底物浓度过低或产物过量对“原卟啉原IX→原卟啉 IX”生化过程的抑制作用。CsPPOX1 受强光或黄绿光调控的下调表达是‘黄金芽’叶绿素合成受阻的主要原因。
 

茶树(Camellia sinensis)；原卟啉原 IX氧化酶；基因克隆；表达分析