紫薯ANR基因序列多样性分析

致谢.18
0引言中国是世界上最大的甘薯生产国，甘薯产量高，被称为“救灾糊口粮”，因此它是我国人民重要的主食之一。紫薯，别名黑薯、苕薯，是甘薯的一种，在中国主要分布在广西、广东、湖南、湖北、江西等地，在亚其他热带地区也有，其薯肉是紫色的或深紫色的，紫薯因口色泽较佳，而深受人们的喜爱。它除了普通甘薯所具有的营养成分之外，还富含硒元素、碘元素和花青素[1]，所以说，在花青素的各种来源中紫薯也将成为其中重要的一员。紫薯中含有大量的膳食纤维、微生物、矿物质以及人体所需氨基酸，其中包括大米和面粉中缺少的赖氨酸[11]，因此它有很大的食用价值。紫薯具有较强的抗氧化、抗癌、抗突变、保肝、防止动脉粥样硬化以及防止胃肠道疾病等功能[2]。可见，紫薯不再是我们口中的“粗粮”，而是具有丰富营养并且具有十分重要保健和预防各种疾病功能的食物，是我们生活中不可缺少的绿色有机食物。花青素拥有着目前科学领域中发现的对人类健康的维持有着最高效、最直接、最安全的自由基清除能力，其清除能力远远高于维生素C 和维生素 E，此外，花青素是小分子结构，是唯一一种能透过脑屏障来清除自由基从而达到保护大脑细胞的物质[3]。
花青素还具有着色的功效，根据已有的研究表明：花青素比人工合成的色素相比稳定性更低，在储存中易受环境影响发生降解或聚合，导致产品颜色改变[12]。我们可以发现紫薯将被人们重视，它的发展前景十分广阔。花青素生物合成过程(如图 0-1)有五个阶段，其中前三阶段主要合成花青素骨架，第四阶段是花青素骨架的修饰，第五阶段是将合成并修饰后的花青素转运汇集到液泡中[4]。在第三阶段后形成几种未修饰的花青素后，经过花青素还原酶(ANR)的作用可以形成原花青素，此外，在对拟南芥原花青素的表达的研究过程中发现，ANR 的缺少能增加花青素的合成[5]。 ANR 基因是黄酮类化合物生物合成途径中的重要酶，对花青素的表达有负调控的作用，也是原花青素的合成的关键酶[6]。国内外对 ANR 在植物中的生理功能有很多研究，有文献中提到，ANR 将花青素大部分转变成了表儿茶素，同时产生小部分（-）-儿茶素。ANR 反应的产物主要是黄烷-3-醇，其衍生物都是黄酮类物质，对于植物中原花青素来说，黄烷-3-醇不仅是主要的组成部分，而且是PC 聚合反应的起始单位。所以说，ANR 在植物的生理功能等方面具有十分重要的作用[7]。虽然目前国内外有很多研究各种植物中 ANR 基因的反应机理，但还未形成最终结论。本研究通过克隆测序IbANR 基因，分析该基因 SNPs的遗传多样性，从而来发现IbANR 基因的遗传多样性。SNPs 是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA 序列多态性[8]，具有高通量、简单、快速、省钱、高灵敏度等特点。本研究通过DNA 直接测序的方法来发掘 IbANR基因的 SNPs。目前国内外有许多研究植物ANR基因的表达，比如花生的 ANR基因的克隆与表达源`自*751?文.论~文`网[www.751com.cn、葡萄的ANR基因的克隆与表达、黄金茶鲜中 ANR表达等，但尚未有对紫薯的ANR基因进行研究，本研究首次对紫薯的 ANR基因进行克隆和分析，以便为以后对紫薯花青素以及原花青素的深入研究作准备，为将来通过基因工程来改良紫薯品质奠定基础。1 材料与方法1.1 植物材料4种紫薯品种----BT2、CT2、CT3、CT8取自徐州农业科学院。取其叶子存放于-80℃冰箱中备用。