Page 34 - 《广西植物》2024年第2期

２ ３ ６ 广 西 植 物 ４４ 卷
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎꎬ ａ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｆｒｏｍ ＲＮＡ￣ｓｅｑ ｄａｔａ ｏｆ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ
ｓｏｆｔꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ＯＲＦ ｏｆ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ｗａｓ １ ０１７ ｂｐꎬ ｗｈｉｃｈ ｅｎｃｏｄｅｄ ３３８ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. Ｉｔ ｗａｓ ａ ｓｔａｂｌｅ
ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆａｍｉｌｙ ａｎｄ ｇｅｎｕｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ. (２) ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ｗａｓ
ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｒｏｏｔｓꎬ ｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｒｅｎｄｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔꎬ ｗｉｔｈ
ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｒｏｏｔｓꎬ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｓｔｅｍｓꎬ ａｎｄ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ
ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ. (３) Ｔｈｅ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ
ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｔｒｅｎｄ ｔｈａｔ ｆｉｒｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙꎬ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｐｏｉｎｔ ａｆｔｅｒ
ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ
ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ. Ｔｈｅ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ
ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｕｎｄｅｒ ｓｅｖｅｒｅ ｓｔｒｅｓｓ. (４)
Ｌｅａｆ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎꎬ ｓｔｅｍ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅ ｗｅｒｅ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ (Ｐ ＝ － ０.７５１ꎬ
ｌｅａｆ
Ｐ ＝ －０.９３４) ａｎｄ ｒｏｏｔ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ (Ｐ ＝ ０.４４４). Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｔｅｍ ｒｏｏｔ
ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＨｒＡＮＲ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ
ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅꎬ ａｎｄ ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｅｌｕｃｉｄａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｅａ ｂｕｃｋｔｈｏｒｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｈｉｐｐｏｐｈａｅ ｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ ｓｕｂｓｐ. ｓｉｎｅｎｓｉｓꎬ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ

植物的生长发育过程中经常会遭受干旱、低 ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬ ＡＮＲ)是以苯丙氨酸为底物合成原花色
温、盐碱及病虫害等影响ꎬ其中干旱的危害居众多 素的关键酶之一ꎬ作用于花青素形成表儿茶素ꎬ在
生物和非生物胁迫之首ꎬ持续影响全球生态环境 木本植物中ꎬ如茶树( Ｍｕｒａｌｉｄａｒａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)、笃
(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻ 张宁ꎬ２０２１)ꎮ 在受到干旱胁 斯 越 橘 ( 宋 冰 雪 等ꎬ ２０１７ )、 芒 果 ( 李 先 良 等ꎬ
迫时ꎬ植物叶片最先反应ꎬ通过关闭气孔以减少蒸 ２０１７)、葡萄(Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４) 中均克隆出了 ＡＮＲ
腾量、累积渗透调节物以维持细胞膨压从而避免 基因ꎬ在香椿( 隋娟娟等ꎬ２０２１)、紫花苜蓿( Ｘｉｅ ｅｔ
细胞器受损ꎬ此外ꎬ叶片还可通过累积酚类、萜类 ａｌ.ꎬ ２００４)、川桑( 李军等ꎬ２０１６) 中的发现并证明
和生物碱等次生代谢产物来适应周围环境( Ｘｉｅ ｅｔ 其表达量与植物适应性密切相关ꎮ 高国日(２０１８)
ａｌ.ꎬ ２０２０ )ꎮ 中 国 沙 棘 ( Ｈｉｐｐｏｐｈａｅ ｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ 通过转录组测序分析发现中国沙棘主要通过以
ｓｕｂｓｐ. ｓｉｎｅｎｓｉｓ) 是 中 国 特 有 的 沙 棘 属 沙 棘 ( Ｈ. ＡＢＡ 依赖信号途径为主的信号传递途径和以黄酮
ｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ)种内亚种ꎬ也是中国栽培和种植历史 类合成途径为主的活性氧自由基清除途径响应干
最悠久的一个亚种(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎬ具有很强 旱胁迫ꎮ 上述研究结果表明ꎬ中国沙棘中黄酮类
的抗旱性且能够保土固沙ꎬ在我国气候干旱的黄 物质对于其应对干旱胁迫起着重要的作用ꎬ但目

土高原和青藏高原广泛分布ꎮ 前在沙棘中黄酮类化合物研究仅停留在提取纯化
在沙棘中发现的黄酮类化合物 ５０ 余种( 周浩 和活性分析方面ꎬ有关中国沙棘黄酮类物质合成
楠等ꎬ２０２０)ꎬ其具有抗氧化、降血糖、降血压及增 相关基因与干旱胁迫的相关性及其与黄酮类含量

强免 疫 等 功 能 ( 陈 秋 荣ꎬ ２０１２ꎻ 张 东 和 邬 国 栋ꎬ 变化间关系的研究尚未见报道ꎮ
２０１９ꎻ祁建宏和董芳旭ꎬ２０２０)ꎮ 黄酮类化合物主 本研究以中国沙棘转录组数据中筛选出的差
要存在于植物的果实、根、茎、叶等部位ꎬ国内学者 异表达 ＨｒＡＮＲ 基因为研究对象ꎬ设计特异性引物ꎬ
通过对沙棘果渣、叶片、果实等不同部位的黄酮类 通过 ＰＣＲ 扩增获取 ＨｒＡＮＲ 基因全序列并送测序ꎻ

化合物进行分离、鉴定( 康健等ꎬ２０１７ꎻ洪道鑫等ꎬ 依托生物信息学软件分析 ＨｒＡＮＲ 基因的序列信息
２０１７ꎻ魏增云等ꎬ２０２０)ꎬ发现其叶片与果实中活性 及进化关系ꎻ在以上基础上采用回流法提取中国
物质一致且叶中含量最多( 王军宪等ꎬ１９９７)ꎮ 类 沙棘叶总黄酮ꎬ利用紫外分光光度计法测量总黄
黄酮合成包括花青素、黄酮醇、原花青素等途径ꎬ 酮含量并通过统计软件分析含量与基因表达的关
其中 ＡＮＲ 基因编码的花青素还原酶( ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ 系ꎬ拟讨论以下几个问题:(１) 中国沙棘 ＨｒＡＮＲ 基