近年来，在工业规模不断扩大以及农业化肥、农药的施用量不断增大的情况下，重金属污染的情况愈发严重，探究重金属胁迫下茶树的生理变化逐渐成为科研的热点。本文利用qRT-PCR技术，探究在铜胁迫下，茶树体内GAD、GABA-T、SSADH及GDH等GABA代谢相关酶相对于正常水培茶树的相对基因表达量。经过实验以及对实验数据的整理分析，可以发现其中GAD1、GAD2、GABA-T1、GABA-T2、SSADH2的基因表达量在铜胁迫下都发生了上调表达，而GDH2却发生了下调表达。从转录水平解析了茶树在铜胁迫下，GABA含量增加的机理，对于后续研究γ-氨基丁酸茶、茶树的抗逆性提供了良好的基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1实验材料 3
1.1.1供试材料 3
1.1.2实验试剂4
1.1.3实验仪器4
1.2实验设计4
1.3检测方法4
1.3.1茶苗总RNA的提取与质量检测 4
1.3.2单链cDNA的合成4
1.3.3荧光定量PCR 5
1.4数据分析 5
2 结果 6
2.1 RNA电泳检测7
2.2不同处理下GABA代谢相关基因表达分析7
3讨论7
致谢8
参考文献9
铜胁迫对茶树体内GABA代谢相关酶的基因表达的影响
引言
当今社会，重金属污染日趋严重，已经成为了环境问题中最为严重的问题之一，成为我国研究中的焦点。研究发现，造成耕地重金属污染的主要人类活动有矿产开发、工业发展、城市建设、垃圾处理、车辆交通、农业生产等【17】。生产中产生的富含重金属元素的废水、废渣，和农药、化肥的残留物使得土壤中的重金属含量严重超标，而土壤中的重金属又随着降雨入渗和径流迁移进入到河流和地下水中，造成二次污染【1】。在1998年统计的结果中，我国已经约有五分之一的耕地受到了各种金属污染物的影响，其中重金属污染的面积大约占总污染面积的30%~40%【2】，可见，重金属污 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
染已经成为，农业生产中较为普遍的问题。在重金属胁迫下，植物发生各种生理代谢活动紊乱的现象，植物的生长发育会受到影响，并通过调节自身形态、生理变化和基因表达对胁迫做出反应。并且，植物将重金属离子吸收后，这些金属会随着食物链进入人体内，进而严重影响人类身体健康。根据调查显示，目前重金属污染最为严重的是Cd和Hg污染，铜污染风险还较低，只有浙江省、广东省、陕西省和北京市的土地受到了铜的轻度污染【17】。
重金属指的是密度大于5gcm 3的金属元素，大约有40种，常见是重金属有镉，铜，铅，锌等【6】。铜是植物生长过程中所必需的微量元素，是植物体内多酚氧化酶（PPO）、细胞色素氧化酶（COI）、抗坏血酸氧化酶（POD）等多种酶类的成分之一，但是植物如果摄入过多的铜，反而会对植物的生长产生毒害的作用【3】。茶叶中的铜一般情况下主要来源于茶园的土壤、水体和大气环境，而茶树是一种喜酸的植物，其适宜生长的土壤pH值为4.56.0之间，且在栽培中会使茶园的土壤酸化，而茶园土壤的酸化会使得土壤中铜离子活化程度提高，使得茶树受到铜离子胁迫的程度加重【4】。当植物吸收的铜浓度达到一定时，植物会受到毒害，主要表现为:植物生长较慢，根的生长受到抑制，叶片失绿等，并最终导致植物的生理代谢发生紊乱。但是，目前发现，在茶园土壤受到重金属污染后，并没有出现产量下降的现象，可见茶树对重金属具有抗性【6】。目前，关于重金属对于植物的生理胁迫的研究主要集中在水稻、玉米、大豆等作物，对于茶树的研究还较少【6】。
γ氨基丁酸，化学名称：4氨基丁酸；简称GABA，是一种在生物体内广泛存在的重要的抑制性神经递质。GABA茶是在20世纪八十年代中后期，在日本研制出的新茶类【9】。现如今对于茶叶成分的研究也不断全面，如茶氨酸、咖啡碱、茶多糖、儿茶素、茶皂苷等，但是对γ氨基丁酸（γ aminobutyric acid，GABA）的研究还不足,主要集中在 GABA 茶加工过程中的处理温度、处理时间、气体种类等条件的优化【7】，而对 GAD 代谢过程影响 GABA 合成的研究报道较少。GABA是一种重要的抑制性神经递质，具有降血压、调节心率、控制哮喘、治疗癫痫、预防动脉硬化、修复皮肤和活化肝肾功能等功能【5】。
GABA在植物体内的合成途径分为两种，分别是谷氨酸(glu tamic acid, Glu)脱羧途径和多胺(polyamines, DAM)降解途径两种【14】。其中，谷氨酸脱羧途径是植物体内GABA合成的主要途径, 该途径以α酮戊二酸(αketoglu taric acid, αKGA)为起点, 经过一系列的生化反应生成琥珀酸盐(succinate), 并进入到三羧酸(tricarboxylic acid, TCA)循环中,故该途径可以看作是三羧酸循环的一条支路, 称为GABA支路(GABA shunt) (图1)【15】，生成的具体过程是α酮戊二酸经转氨酶(aminotransferase)或谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase, GDH)催化反应生成谷氨酸, 谷氨酸又在谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)的作用下发生特异性反应生成GABA【14】。多胺降解途径则是以精胺（spermine）、亚精胺（spermidine）或者是腐胺（putrea cine）为起点，亚精胺会在多胺氧化酶（polyamine oxi dase,PAO）的催化下生成吡咯啉；精胺会在多胺氧化酶的催作用下线生成1,3二氨基丙烷（1,3propanediamine），再接着生成吡咯啉；腐胺则是在二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO）的催化下生成吡咯啉，生成的吡咯啉再在吡咯啉脱氢酶（pyrroline dehydrogenase）的催化下生成GABA【14】。
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在生物体中, GABA的生成及转化主要是通过GABA支路(GABAshunt)来进行的, GABA支路主要包括三种关键酶, 分别是GAD、GABAT和SSADH。植物体内的GABA的含量主要受GAD活性的调控,其次还包括GABAT和SSADH的调节作用【16】。GABA合成基因GAD和代谢基因GABATs/POP2在分子水平上对GABA的水平起着至关重要【14】的调节作用。故而，选择GAD1、GAD2、GABAT1、GABAT2、GDH2、SSADH2六个相关基因为目的基因，能全面准确的判断铜胁迫对于茶树体内GABA含量的影响。

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