摘要

为探究葛根品种间异黄酮类物质代谢关键酶基因Pt CHI分子机制差异,以初步揭示其品种间异黄酮物质含量差异原因。该研究分别以野葛品种和粉葛品种“桂葛1号”为材料,经乙醇提取并通过高效液相对野葛和粉葛中葛根素和总黄酮的含量进行测定;基于已报道的野葛CHI基因,通过同源克隆方法分离粉葛中Pt CHI基因,并在体外进行蛋白表达,同时在拟南芥原生质体中研究Pt CHI基因的定位。结果表明:(1)野葛中的葛根素含量显著高于粉葛,且野葛的总黄酮含量也高于粉葛但不达显著水平;(2)成功分离粉葛Pt CHI基因,长度为742 bp且包含672 bp完整的ORF框,编码223个氨基酸,与野葛的CHI基因具有99%的同源性;(3)CHI基因在粉葛中的表达量为茎>根>叶子,野葛中则为根>茎>叶子;此外除了叶子,野葛中的CHI基因的表达量均显著高于粉葛;(4)预测为稳定的亲水性蛋白且大小为27.8 k D,二、三级结构以α-螺旋为主,具有25个磷酸化位点,与野葛、大豆和乌拉尔甘草的亲缘关系较近,和F3H2、F3H、4CL4、DFR2及CHS发生互作的可能性较大;(5)在体外成功诱导并分离到27.8 k D的Pt CHI单一蛋白;(6)通过拟南芥原生质体进一步揭示Pt CHI主要定位在叶绿体。该研究为进一步解析粉葛和野葛中的黄酮类物质含量差异的问题,以及Pt CHI的功能验证和异黄酮代谢途径机理研究奠定基础。