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Metabolomic and Transcriptomic Insights into Anthocyanin Biosynthesis in ‘Ziyan’ Tea Plants under Varied Photoperiod and Temperature Conditions

花青素 转录组 代谢组学 氰化物 开枪 天竺葵苷 生物 光周期性 植物 颜料 植物生理学 基因 生物化学 园艺 化学 基因表达 生物信息学 有机化学
作者
Chunjing Yang,Wei Chen,Dandan Tang,Xiaoqin Tan,Liqiang Tan,Qian Tang
出处
期刊:Agronomy [MDPI AG]
卷期号:14 (1): 56-56 被引量:3
标识
DOI:10.3390/agronomy14010056
摘要

(1) Background: Anthocyanins, the main pigments in plants, are influenced by both temperature and photoperiod. However, the specific mechanisms underlying anthocyanin accumulation in tea plants in response to these two environmental factors remain unclear. (2) Methods: This study subjected potted ‘Ziyan’ tea plants to four types of day-length and temperature treatments (HL (28 °C, 16 h), HS (28 °C, 8 h), LL (18 °C, 16 h), and LS (18 °C, 8 h)), and then conducted targeted metabolomic and transcriptomic analyses of the samples. (3) Results: Long photoperiods and low temperatures both promoted anthocyanin accumulation in the new shoots of the tea plants. Furthermore, the enhancing effects of these two environmental factors on anthocyanin accumulation are additive and exhibit interactive effects. Through a combined analysis of metabolomics and transcriptomics, five key differentially accumulated metabolites (DAMs) and twenty-two key differentially expressed genes (DEGs) were identified, the latter being found to participate in the regulation of anthocyanin biosynthesis pathways under varying light and temperature conditions. In summary, extended photoperiods primarily increase the content levels of ten metabolites, including cyanidin and naringenin-7-O-glucoside, by upregulating CHS, F3H, and ANS genes. In contrast, low temperatures primarily enhance the synthesis of seven anthocyanins, including cyanidin and cyanidin-3-O-rutinoside, by upregulating the ANS and UFGT genes. (4) Conclusions: Collectively, the differences in the expression levels of CHS, F3H, ANS, and UFGT might be responsible for ‘Ziyan’ tea plants’ purple shoot coloration, providing important data towards the discovery of candidate genes and molecular bases controlling the purple leaves of these tea plants under varied photoperiods and temperatures.
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