桑树叶片中不同环氧鲨烯环化酶类基因的表达与三萜类化合物组成和含量的变化

由环氧鲨烯环化酶(OCS)催化的环化反应是氧化鲨烯合成三萜类化合物的第一步反应。通过对野生桑种川桑(Morus notabilis)、栽培桑种广东桑(Morus atropurpurea)桑叶中不同OCS基因的表达分析及桑叶中三萜类化合物组成和含量检测,探究桑树中三萜类化合物合成的关键酶。通过与拟南芥(Arabidopis thaliana)的OCS氨基酸序列进行比对,在川桑基因组中共鉴定得到12个OCS基因。半定量RT-PCR检测发现有9个OCS基因在川桑与广东桑的叶片中均有表达,其中MnPEN1、MnPEN2、MnPEN4基因的表达水平在2个桑种的叶片中差异较明显。通过气相色谱-质谱(GC/MS)分析发现川桑与广东桑叶片中的三萜类化合物组成有着较大差异,川桑的叶片中含有较多的α-香树素,广东桑叶片中的羊毛甾醇含量明显较高;而与这2种化合物合成相关的MnLAS、MnPEN1、MnPEN2、MnPEN4基因的表达水平在2个桑种之间也存在差异。推测在2个供试桑种的桑叶中,由于OCS基因表达水平的差异使相关三萜类化合物合成酶的活性不同,这是造成2个桑种桑叶中三萜类化合物组成和含量差异的原因之一。

川桑Jacalin类凝集素基因家族的鉴定与表达分析

Jacalin类凝集素(jacalin-related lectin,JRL)是一类具有1个或多个Jacalin结构域的蛋白质,在植物抗病和抗虫等防御相关过程中具有重要作用。基于川桑基因组数据,通过比对公共蛋白质数据库及对保守氨基酸基序的分析,鉴定到22个含有Jacalin结构域的桑树JRL的编码基因,分别命名为MnJRL1~MnJRL22,其中20个川桑JRL只含有一个Jacalin结构域。川桑JRL基因上游含有多个响应植物激素和胁迫因子的转录调控因子结合位点,推测川桑JRL家族基因能够响应生物和非生物胁迫的刺激。采用实时荧光定量PCR技术,对22个MnJRL基因在川桑根、皮、茎、花和叶5个组织的表达进行检测,结果显示桑树JRL基因呈现组织表达特异性。转录组数据分析发现,有10个桑树JRL基因在经过机械创伤和家蚕咬食处理之后的桑树叶片中上调表达,推测其在桑树防御过程中发挥作用。