Glutamine plays a critical role in ammonium assimilation, and contributes substantially to the taste and nutritional quality of tea. To date, little research has been done on glutamine synthesis in tea plants. Here, a zinc finger protein CsDOF and a glutamine synthetase (GS)-encoding gene CsGS2 from tea plant (Camellia sinensis cv 'Shuchazao') were characterized, and their role in glutamine biosynthesis was determined using transient suppression assays in tea leaves and overexpression in Arabidopsis thaliana. The expression patterns of CsDOF and CsGS2, the GS activity and the glutamine content of photosynthetic tissues (leaf and bud) were significantly induced by shade. Suppressing the expression of CsDOF resulted in downregulated expression of CsGS2 and reduction of the leaf glutamine content. Moreover, in CsDOF-silenced plants, the expression of CsDOF and the glutamine content under shade treatment were higher than in natural light. The glutamine content and CsGS2 transcript level were also decreased in tea leaves when CsGS2 was suppressed, while they were higher under shade treatment than in natural light in CsGS2-silenced plants. In addition, the glutamine content and GS2 transcript level were increased when CsDOF and CsGS2 was overexpressed in Arabidopsis thaliana, respectively. In binding analyses, CsDOF directly bound to an AAAG motif in the promoter of CsGS2, and promotes its activity. The study shed new light on the molecular mechanism by which CsDOF activates CsGS2 gene expression and contributes to glutamine biosynthesis in tea plants.

中文翻译：

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转录因子 CsDOF 调节茶树（Camellia sinensis）中的谷氨酰胺代谢

谷氨酰胺在氨同化中起着关键作用，对茶的味道和营养质量有很大贡献。迄今为止，对茶树中谷氨酰胺合成的研究很少。在这里，对来自茶树（Camellia sinensis cv 'Shuchazao'）的锌指蛋白 CsDOF 和谷氨酰胺合成酶 (GS) 编码基因 CsGS2 进行了表征，并使用茶叶中的瞬时抑制测定和茶树中的过表达确定了它们在谷氨酰胺生物合成中的作用。拟南芥。CsDOF和CsGS2的表达模式、光合组织（叶和芽）的GS活性和谷氨酰胺含量受遮荫显着诱导。抑制 CsDOF 的表达导致 CsGS2 的表达下调和叶谷氨酰胺含量的减少。此外，在 CsDOF 沉默的植物中，遮荫处理下CsDOF的表达量和谷氨酰胺含量均高于自然光下。当 CsGS2 被抑制时，茶叶中的谷氨酰胺含量和 CsGS2 转录水平也降低，而在遮荫处理下，它们在 CsGS2 沉默的植物中比在自然光下更高。此外，当 CsDOF 和 CsGS2 在拟南芥中分别过表达时，谷氨酰胺含量和 GS2 转录水平增加。在结合分析中，CsDOF 直接与 CsGS2 启动子中的 AAAG 基序结合，并促进其活性。该研究揭示了 CsDOF 激活 CsGS2 基因表达并促进茶树中谷氨酰胺生物合成的分子机制。当 CsGS2 被抑制时，茶叶中的谷氨酰胺含量和 CsGS2 转录水平也降低，而在遮荫处理下，它们在 CsGS2 沉默的植物中比在自然光下更高。此外，当 CsDOF 和 CsGS2 在拟南芥中分别过表达时，谷氨酰胺含量和 GS2 转录水平增加。在结合分析中，CsDOF 直接与 CsGS2 启动子中的 AAAG 基序结合，并促进其活性。该研究揭示了 CsDOF 激活 CsGS2 基因表达并促进茶树中谷氨酰胺生物合成的分子机制。当 CsGS2 被抑制时，茶叶中的谷氨酰胺含量和 CsGS2 转录水平也降低，而在遮荫处理下，它们在 CsGS2 沉默的植物中比在自然光下更高。此外，当 CsDOF 和 CsGS2 在拟南芥中分别过表达时，谷氨酰胺含量和 GS2 转录水平增加。在结合分析中，CsDOF 直接与 CsGS2 启动子中的 AAAG 基序结合，并促进其活性。该研究揭示了 CsDOF 激活 CsGS2 基因表达并促进茶树中谷氨酰胺生物合成的分子机制。当 CsDOF 和 CsGS2 在拟南芥中分别过表达时，谷氨酰胺含量和 GS2 转录水平增加。在结合分析中，CsDOF 直接与 CsGS2 启动子中的 AAAG 基序结合，并促进其活性。该研究揭示了 CsDOF 激活 CsGS2 基因表达并促进茶树中谷氨酰胺生物合成的分子机制。当 CsDOF 和 CsGS2 在拟南芥中分别过表达时，谷氨酰胺含量和 GS2 转录水平增加。在结合分析中，CsDOF 直接与 CsGS2 启动子中的 AAAG 基序结合，并促进其活性。该研究揭示了 CsDOF 激活 CsGS2 基因表达并促进茶树中谷氨酰胺生物合成的分子机制。