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1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,DNJ)是桑树中最具有标志的哌啶类生物碱。DNJ具有良好的降血糖、降血脂、抗病毒、提高免疫力、抗衰老等药理作用,其合成途径研究也成为了生物碱领域的研究热点之一。本研究以鲁桑中桑9703为材料,克隆了细胞色素P450还原酶基因(CPR-5)、3羟基3甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR)、天冬氨酸激酶2(LysC)、4-羟基-四氢二吡啶合酶基因(DapA)等4个与生物碱合成相关的基因,并构建表达载体,在大肠杆菌中成功表达。通过q RT-PCR技术分析这4个基因在桑树不同器官(组织)、不同叶位叶片、不同种质幼叶中的表达情况,并对桑树不同器官(组织)、不同叶位叶片、不同种质幼叶进行DNJ含量测定,进行基因表达水平和生物碱含量相关性分析。研究结果可以为阐明桑树中DNJ生物合成通路提供一定的参考。根据Gen Bank中已有的植物序列信息,获得桑树CPR-5、HMGR、LysC、DapA基因,Mm CPR-5(Gene Bank登录号:MT427777)基因编码区序列长度为1812bp,编码603个氨基酸,预测蛋白分子质量为66.57k D,等电点为8.54,对序列进行同源比对和进化树分析发现该基因与川桑相似度最高,与榆科和木棉科植物亲缘关系相对较近。Mm HMGR(Gene Bank登录号:MT427778)基因编码区序列长度为1647bp,编码548个氨基酸,预测蛋白分子质量为59.0k D,等电点为6.68,序列进行同源比对和进化树分析发现该基因与川桑相似度最高,与榆科亲缘关系相对较近。Mm LysC(Gene Bank登录号:MT427780)基因编码区序列长度为1683bp,编码560个氨基酸,预测蛋白分子质量为61.65k D,等电点为6.26,序列进行同源比对和进化树分析发现该基因与川桑相似度最高,与榆科和木棉科植物亲缘关系相对较近。Mm DapA(Gene Bank登录号:MT427779)基因编码区序列长度为1098bp,编码365个氨基酸,预测蛋白分子质量为40.18k D,等电点为8.2,序列进行同源比对和进化树分析发现该基因与川桑相似度最高,与榆科植物亲缘关系相对较近。采用乙醇-盐酸溶液对桑树组织中的DNJ进行提取,以分光光度法对DNJ的含量进行检测时,发现在中桑9703不同器官(组织)、不同叶位叶片中DNJ的含量差异明显,在不同器官(组织)中根的DNJ含量是最高的,其次是顶芽和皮层,嫩茎中DNJ含量是最低的,不同叶位生物碱含量分析表明,随着叶位数的升高,DNJ的含量呈现下降的趋势,24份不同种质桑树嫩叶中的DNJ含量分析结果表明,其含量都在40～60μg/g,其中育71-1 DNJ含量最高,但是品种间的含量差异不明显。CPR-5、HMGR、LysC、DapA这4个基因的表达量在不同桑树种质、不同器官(组织)、不同叶位叶片中都有显著的差异。根据相关性系数显示,CPR-5、HMGR基因在桑树不同组织中的生物碱含量与的基因表达水平呈现紧密相关。CPR-5、DapA基因在桑树不同叶位中的生物碱含量与的基因表达水平呈现紧密相关,LysC在桑树不同组织和种质间生物碱含量与的基因表达水平都呈负相关。这4个基因在中桑9703不同器官(组织)、不同叶位叶片中表达量和生物碱含量之间呈显著相关关系,在24份桑种质嫩叶中的基因表达量和生物碱含量之间也呈紧密相关关系。