随着时代的发展,食品生物技术受到人们广泛关注。食品生物技术包括传统的发酵工程、酿造工程,也包括应用现代生物技术改良食品原料的其他生物技术,如基因工程、酶工程、蛋白质工程等。将糖基转移酶基因通过基因工程获得高表达量的糖苷化合物具有较高的实用价值。糖苷化合物,由糖基转移酶催化形成,是茶树次生代谢产物的主要储存形式之一,其对茶叶的色、香、味品质的形成具有重要作用。目前已发现的糖苷化合物主要有萜烯醇苷、茶皂苷、黄酮醇苷以及激素糖苷等。研究糖基化相关基因的糖基转移酶基因功能,可为深入了解茶树糖苷态化合物的生物合成及调控提供基础,对茶树新品种的选育具有重要意义。同时,对糖基转移酶基因在番茄等其他食品作物中的生物合成进行调控,可获得糖苷态化合物含量、营养及风味价值更高的优良品种,具有重要的实用价值。本研究选择了UDP-糖基转移酶（UGT）,在公共茶树转录组数据中筛选出所有与挥发性萜类糖苷相关的茶树UGT基因,并且CsUGT73D1在Me JA处理后表达量较高,表明其功能在植物胁迫防御中起作用。通过RACE-PCR获得CsUGT73D1的全长基因序列,并进行生物信息学分析和反向遗传学分析。主要研究结果如下:1.基于高通量测序获得的公共的茶树转录组数据库,并结合PSPG box的44个保守氨基酸序列以及同源序列检索等手段,获得一系列的UGT基因。茉莉酸（JA）是植物抗逆的主要激素,茉莉酸甲酯（Me JA）是JA的模拟信号分子,通过Me JA处理茶树叶片,有望找到与抗逆相关的UGT基因。采用实时荧光定量PCR技术分析Me JA处理的叶片,发现CsUGT73D1被诱导表达,因此我们关注于CsUGT73D1基因。2.RACE-PCR技术显示,CsUGT73D1基因的全长序列为1470bp,编码489个氨基酸残基的糖基转移酶。推测蛋白分子量为55.01k Da,理论等电点为5.97。利用MEGA6.0软件对CsUGT73D1以及拟南芥和葡萄中相关序列进行系统发育分析,发现CsUGT73D1与Vv UGT73D1、Tc UGT73D1、At UGT73D1进化程度最接近,可能具有相似的功能。3.实时荧光定量PCR结果表明CsUGT73D1基因在叶、雌蕊、花瓣和雄蕊中都有表达,但表达模式不同;不同激素处理的鲜叶的实时荧光定量PCR结果表明CsUGT73D1基因在不同激素处理时表现的反应不同。Me JA在1小时内诱导CsUGT73D1的表达,但在较长时间内被抑制。通过比较,1 h GA处理不影响其表达,但在4 h和8 h诱导表达。而ABA处理不断诱导基因表达。这些结果表明茶树中CsUGT73D1的功能复杂。4.亚细胞定位在线预测Target P1.1显示CsUGT73D1很大可能位于细胞质中,CsUGT73D1和GFP融合蛋白的瞬时表达证实了这一预测。5.将重组质粒p MAL-c2X-CsUGT73D1转化到大肠杆菌BL21（DE3）中进行原核表达。使用0.6m M IPTG诱导重组蛋白,并使用直链淀粉树脂纯化从而进一步进行功能鉴定。6.将CsUGT73D1导入二元载体p CAMBIA2300中,并转化到根癌农杆菌菌株GV3101中,用于烟草和拟南芥中的异位表达。分别通过农杆菌介导叶圆片法和浸花法获得了过表达CsUGT73D1转基因烟草和拟南芥。与对照相比,两种转基因植物显示生长发育快和根较长,表明CsUGT73D1可以促进植物的生长发育。7.与对照相比,过表达CsUGT73D1转基因烟草叶片表明发现具有更多的白粉虱,成熟叶比幼叶更多。该结果表明过表达CsUGT73D1转基因烟草叶和对照叶上白粉虱有显著的差异,CsUGT73D1对食草动物防御降低。根据已知文献白粉虱的多少与腺毛的多少及种类相关,因此我们对烟草的腺毛进行电镜观察。扫描电子显微镜观察显示,与对照相比,过表达CsUGT73D1的转基因烟草叶片的腺毛数量显著降低,与腺毛形成和发育相关的基因的表达表明CsUGT73D1在JA和/或GA信号通路中起作用。