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杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)是我国特有的经济树种,含有丰富的次生代谢产物,因此具有很高的药用价值。木脂素类化合物是杜仲中研究较多且功能较清晰的一大类化合物,其中松脂醇二葡萄糖苷(Pinoresinol digclucoside,PDG)与杜仲双向调节血压功效密切相关。本研究以杜仲皮为材料,克隆得到了与杜仲木脂素生物合成调控相关的Dirigent编码基因(EuDIR1),对该基因进行了系统的生物信息学分析。并对EuDIR1基因以及松脂醇双糖苷进行时空表达分析研究。取得以下研究结果:1、EuDIR1基因克隆及序列分析本研究克隆的杜仲DIRs cDNA序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与白美乔柏、五味子、连翘等同源性最高,具有的5个保守基序,第1~148位之间是个高度保守的结构功能域——Dirigent,通过聚类分析表明该基因编码蛋白属于DIR-a家族。通过在线软件预测该基因编码蛋白为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;预测含有13个磷酸化位点,无糖基化位点,二级结构以无规则卷曲为主。通过以上分析推测本研究获得基因EuDIR1编码蛋白可能具有指导松脂醇合成功能,为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成过程中的功能奠定了理论基础。2、杜仲树皮和叶片中EuDIR1基因表达规律为了研究该基因的表达模式,本研究利用qRT-PCR技术对杜仲雄株4~9月份间不同生长发育时期树皮和叶片中EuDIR1基因表达量进行分析。结果表明,EuDIR1基因在树皮和叶中的表达量变化趋势都呈―双峰型‖,5月和8月出现两个表达高峰期。并且在5~9月份之间树皮中EuDIR1基因表达量均显著高于叶片(P<0.01)。3、杜仲不同部位PDG积累规律本研究对杜仲不同部位、不同时期松脂醇二葡萄糖苷的含量进行测定。结果表明:松脂醇二葡萄糖苷在杜仲树皮、叶片、花中都有分布,树皮中的含量最高,花次之,叶片最低。同一时期不同部位松脂醇二葡萄糖苷的含量具有极显著的差异(P<0.01)。树皮中松脂醇二葡萄糖苷的含量在164.84~253.37μg/g范围内变化,叶片中松脂醇二葡萄糖苷的含量在1.66~39.98μg/g范围内变化。杜仲树皮和叶片中松脂醇二葡萄糖苷含量的变化趋势均呈―双峰型‖,并且在5月份和8月份松脂醇二葡萄糖苷的积累出现两个峰值,八月份最高,分别为253.37μg/g、39.98μg/g。对比杜仲树皮和叶片4~9月份生长发育时期当中松脂醇二葡萄糖苷含量的变化趋势和EuDIR1基因的表达量变化趋势进行对比发现,EuDIR1基因的变化趋势与松脂醇二葡萄糖苷含量的变化趋势基本保持一致。表明EuDIR1蛋白可能与松脂醇二葡萄糖苷的合成调控有关。通过生物信息学分析预测并结合EuDIR1基因表达分析和松脂醇二葡萄糖苷含量测定分析,本研究推测:EuDIR1编码蛋白可能参与松脂醇二葡萄糖苷的合成调控。