桑树产生的次生代谢物黄酮、酚类和生物碱等物质,具有多种生理药理活性,建立桑树细胞体外高效生产次生代谢产物的方法与技术,有益于实现对桑树药用活性成分的规模化开发利用。近年发展起来的植物组织培养生产次生代谢物的方法,具有不受环境限制,细胞增殖速度快的特点,已经用于植物次生代谢产物的工厂化生产。在植物细胞悬浮培养过程中可以通过添加外源诱导物来激活细胞代谢过程中酶的活性,从而能够增加次生代谢物的产量,甚至可以诱导出新的化合物。因此,本文在建立桑悬浮细胞培养体系的基础上,向桑悬浮细胞系中添加不同浓度的外源诱导子,以促进桑悬浮细胞次生代谢物的累积。主要研究结果如下:以桑品种育-711的叶片作为外植体诱导愈伤组织及初步建立悬浮细胞系。桑悬浮细胞在MS液体培养基中添加1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D+0.1 mg/L NAA的培养条件下生长曲线呈“S”型,活细胞数量在悬浮培养第16 d时达到峰值。培养16 d后,由于培养基中的营养物质消耗以及有毒代谢物的积累导致活细胞数目减少,进入生长减缓期。因此,为保持细胞旺盛的分裂能力和细胞活性,桑悬浮细胞培养的继代时间为16 d左右较合适。不同浓度的冠菌素(COR)、β-环糊精、壳聚糖(CTS)作为诱导子诱导桑悬浮细胞,研究其对桑悬浮细胞次生代谢物1-脱氧野尻霉素(DNJ)、总黄酮以及总酚累积的影响。1.0μmol/L COR诱导处理组桑悬浮细胞系的总DNJ的质量浓度与对照组相比提高264%(P<0.05);1.0 mmol/L的环糊精处理组总黄酮诱导后质量浓度比对照组相比提高102%(P<0.05);总酚类质量浓度与对照组相比提高44.10%(P<0.05);100.0 mg/L的壳聚糖处理组总DNJ质量浓度显著提高(P<0.05),与对照组相比提高216%。结果表明COR、β-环糊精、壳聚糖可作为诱导子诱导桑悬浮细胞提高相关次生代谢物产量及超氧化物歧化酶活力,对多糖的累积有一定的抑制。以单因素1.0μmol/L COR、1.0 mmol/Lβ-环糊精、10.0 mmol/Lβ-环糊精,以及复合诱导子诱导桑悬浮细胞的研究,结果表明1.0μmol/L COR和1.0 mmol/L的β-环糊精复合诱导处理组与对照组相比,其次生代谢物黄酮、DNJ、总酚含量分别提高113.62%、306%、23.34%;利用浓度为1.0μmol/L COR和1.0 mmol/L的β-环糊精复合诱导处理桑悬浮细胞可显著提高桑悬浮细胞的次生代谢物黄酮、DNJ、总酚含量,以及抗氧化活力,其效果优于COR和β-环糊精的单因素诱导作用。首次对桑悬浮细胞诱导后进行转录组测序分析,筛选并鉴定出差异表达的黄酮类物质代谢相关的基因。通过分析桑悬浮细胞被COR诱导后的差异表达转录组,共有741个基因上调,593个基因发生下调。在这些差异表达的基因中,通过Blast同源比对,共鉴定出23个与黄酮类次生代谢物相关的基因。可以通过建立差异基因表达量与黄酮类物质代谢产量的关系,为提高桑悬浮细胞中黄酮类次生代谢物的合成及分子调控机制提供更为充足的依据。综上,本文成功建立桑悬浮细胞体系,找到3种合适的诱导子(COR、β-环糊精、壳聚糖)能够有效提高桑悬浮细胞次生代谢产物产率,并对诱导子的诱导效果最佳浓度进行了优化与复合筛选,对与桑悬浮细胞次生代谢物黄酮合成相关基因进行鉴定与分析,为桑悬浮细胞的研究提供较高的参考意义。