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青钱柳[Cyclocarya paliurus(Batal.)Iljinskaja]系胡桃科青钱柳属植物,是仅存于我国的单种属植物,是集药用、保健、材用和观赏等多种价值于一身的珍贵树种。多糖是青钱柳叶中重要的生物活性物质之一,其具有广泛的生物活性,如抗氧化、降血糖、降血脂、增强免疫力、抗疲劳、抗菌、抗癌等。本研究以青钱柳不同发育时期叶片为材料,采用热水浸提法提取多糖,苯酚-硫酸法测定其含量,然后利用脱蛋白、脱色等除杂方法精制青钱柳多糖,并对其理化性质进行研究,探究青钱柳不同发育时期叶片(从最小的完全展开叶片至最大宽度和厚度的叶片,分为F1、F2、F3、F4等四个发育时期)中多糖含量变化以及理化性质差异;对不同发育时期叶片进行转录组测序,分析多糖生物合成和积累有关的基因,阐明青钱柳叶片中多糖的生物合成途径;对青钱柳不同发育时期叶片多糖的DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力、羟自由基清除能力和铁离子还原能力进行测定,探究青钱柳不同发育时期叶片中多糖抗氧化活性的差异;对不同发育时期叶片多糖的脂肪酶活性抑制能力、甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠结合能力进行测定,探究青钱柳不同发育时期叶片中多糖的体外降血脂能力的差异。本研究的主要结果如下:(1)在青钱柳不同发育时期的叶片中,其多糖含量呈现出先上升后下降的趋势,F3时期叶片的多糖含量最高,达到16.373 mg/g(1.637%),而F1时期叶片的多糖含量最低,仅为10.572 mg/g(1.057%)。不同发育时期的叶片多糖中糖醛酸含量无显著性差异;其结合蛋白质含量呈现出先下降后上升的趋势,其中F1时期叶片多糖中结合蛋白质含量最高(2.944%),而F2时期含量最低(0.715%)。不同发育时期叶片多糖的紫外光谱和红外光谱均证实多糖中含有结合蛋白质。红外光谱的结果还表明其多糖中含有糖醛酸以及β-糖苷键构型。四个发育时期叶片多糖的红外光谱具有相似性,表明其碳链的骨架基本一致,只是多糖的相对分子量、单糖组成比例以及部分糖链连接方式可能不同。(2)四个发育时期叶的转录组测序总共获得了70386240613个测序数据,组装成296593个单基因。使用Swissprot、NR、NT、PFAM、GO、KEGG、KOG、CDD和Tr EMBL数据库注释单基因,分别得到118930、173809、104770、57649、145508、10104、64021、89954和118930个注释序列,其中191829个序列注释到至少一个数据库中。在F1和F2时期的叶片之间总共鉴定出880个差异表达基因;在F2和F3时期的叶片之间总共鉴定出690个差异表达基因;在F3和F4时期的叶片之间总共鉴定出3649个差异表达基因。结果表明:在叶片的不同发育时期之间,其基因表达存在差异。(3)通过CAZy数据库基于基因序列相似性,鉴定出470个糖基转移酶基因,556个糖苷水解酶基因,173个碳水化合物酯酶基因,99个碳水化合物结合模块基因和35个多糖裂解酶基因。其中470个糖基转移酶基因分为57个家族,包括40个差异表达基因,分别属于13个家族。青钱柳多糖生物合成途径中的每种酶都由多个基因编码,并在四个发育时期中具有不同的表达量变化。相关性分析发现共有150个差异表达转录因子的表达量与多糖含量具有相关性,并将其分为38个转录因子家族。此外1个编码UDP-葡萄糖4-表异构酶的基因的表达量与多糖含量显著正相关,而6个多糖生物合成途径中的基因的表达量则与多糖含量显著负相关。(4)在一定的多糖浓度范围内,青钱柳不同发育时期叶片多糖的DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除率以及铁离子还原能力均与其多糖浓度呈一定的量效关系,其多糖浓度越高,自由基清除率以及铁离子还原能力越高,但是并不呈线性关系。F1时期叶片多糖相比于其它三个时期具有更高的抗氧化活性,其DPPH自由基清除率与维生素C(Vc)相接近,且均高于其它三个时期,而F4时期叶片多糖的DPPH自由基清除率均低于50%;F1、F2和F3时期叶片多糖的超氧阴离子自由基清除率随着其多糖浓度升高而相接近,且均低于Vc,而F4时期低于其它三个时期,且不超过50%;F1时期叶片多糖的羟自由基清除率高于其它三个时期,但四个发育时期均低于Vc,且不超过50%;四个发育时期叶片多糖的铁离子还原能力为F1>F3>F2>F4。综合考虑多糖含量和叶片形态、产量等因素,本研究认为F3时期为最佳采摘时期,其叶片较适宜作为开发青钱柳多糖抗氧化产品的原料。(5)青钱柳不同发育时期叶片多糖的体外降血脂活性也存在一定的差异。青钱柳不同发育时期叶片多糖的脂肪酶活性抑制能力和甘氨胆酸钠、牛磺胆酸钠结合能力均与其多糖浓度呈一定的量效关系,其多糖浓度越高,脂肪酶活性抑制能力和甘氨胆酸钠、牛磺胆酸钠结合能力越高,但并不呈良好的线性关系。F1和F2时期叶片多糖的脂肪酶活性抑制率均低于其它两个时期,并且在高浓度时(6 mg/m L),F3和F4时期叶片多糖的脂肪酶活性抑制率比其它两个时期高两倍。四个发育时期叶片多糖的甘氨胆酸钠结合率和牛磺胆酸钠结合率在不同浓度时存在差异,F3时期叶片多糖具有较高的甘氨胆酸钠结合能力;F4时期叶片多糖表现出较高的牛磺胆酸钠结合能力。综合三个降血脂指标的测定结果,本研究认为F3和F4时期叶片多糖具有较高的体外降血脂活性,其叶片适宜作为开发青钱柳多糖降血脂产品的原料。