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青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f)即裸大麦,是营养丰富的粮食作物,不仅富含蛋白质和膳食纤维,更含有黄酮类化合物、γ-氨基丁酸等活性功能成分,其保健和医疗作用一直是大麦工作者研究的重点。黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌抗肿瘤、延缓衰老、保护心脑血管等多种药理功能,是人们理想的保健物质,植物中的天然黄酮类化合物主要有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、异黄酮等十几类,大麦中的黄酮类物质以黄酮醇为主。苯丙烷代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一,其公共苯丙氨酸途径下游的黄酮支路是植物黄酮合成的重要方式。肉桂酸-4-羟化酶(cinnamate-4-hydroxylase, C4H)是苯丙氨酸途径第二步的关键酶,也被认为是该途径的限速酶,它作为细胞色素P450酶蛋白家族参与苯丙烷代谢途径的第一个成员,高效地催化苯丙烷代谢途径中的第一个氧化反应：在O2和NADPH存在下将反式肉桂酸苯环的C4位羟基化生成对-香豆酸。为从分子水平了解青稞黄酮代谢途径相关基因的作用,使用RT-PCR结合同源克隆与RACE技术,用青稞材料"94-19-1"首次克隆出青稞肉桂酸-4-羟化酶(HvC4H)基因的cDNA全长序列,并使用实时荧光定量PCR对其在青稞胚乳发育5个时期里不同组织(子粒、茎部和叶片)中的表达水平进行了相对定量分析。主要结果如下：1.根据NCBI数据库里已知的禾本科单子叶植物C4H基因序列,通过序列比对在保守区域设计一对简并引物,同源克隆得到HvC4H基因的保守片段。在保守片段的基础上,采用RACE技术分别扩增出HvC4H基因的3’端和5’端序列并由序列拼接得到cDNA全长。结果表明,青稞肉桂酸-4-羟化酶基因的cDNA长为1951bp,开放阅读框(ORF)为1518bp(125-1642),共编码505个氨基酸；5’端非编码区(5’-UTR)为124bp,3’端非编码区(3’-UTR)为309bp并包含了27bp的Poly-A尾。2. Blast序列比对结果显示,HvC4H基因与二穗短柄草C4H基因相似度最高,为94%,与绿竹笋、柳枝稷、慈竹、粟米等C4H基因的相似度在92%,与水稻、玉米、垂尾桉、高粱等C4H基因的相似度在82%以上。HvC4H氨基酸序列包含了其CYP450酶蛋白家族已知的保守域和特征基序,包括血红素结合域、5个特征性底物识别基序、脯氨酸铰链基序等,同时也识别到C4H区别于其它CYP450蛋白的特有的氨基酸活性位点。3.采用实时荧光定量PCR技术,以在大麦胚乳发育期表达稳定的β-actin和α-tubulin基因为内参,检测了HvC4H基因在青稞胚乳发育5个时期里子粒、茎部和叶片中的表达水平。结果显示,HvC4H基因在青稞胚乳发育各个时期的子粒、茎部和叶片中的表达存在明显的组织和时空差异性。茎部中的表达量刚开始最高,4天后急剧降低；叶片中的表达量在第8天达到最高；子粒中的表达量不高,但每个时期的差距较小。总的看来,在整个胚乳发育期,茎中HvC4H基因的表达量相对较高,而子粒中HvC4H基因的表达较低但保持稳定水平。