诺丽：从基因解析到健康新宠 —— 基于 Actin 基因研究的营养潜力全揭秘
诺丽：从基因解析到健康新宠 —— 基于 Actin 基因研究的营养潜力全揭秘
导语
在健康消费升级的浪潮下，天然功能性食材成为市场焦点。诺丽（Morinda citrifolia Linn.）作为一种在热带、亚热带地区有着 2000 多年食用和药用历史的植物，其果实因富含多种营养成分而备受关注。然而，长期以来，诺丽基因表达研究因缺乏稳定的内参基因而受限，导致其营养成分的合成机制、功效机理等关键问题难以深入解析。为填补这一空白，西南林业大学等机构的研究团队开展了诺丽 Actin 基因片段克隆及实时荧光定量 PCR 方法的建立研究，不仅为诺丽功能基因研究提供了可靠的内参标准，更从分子层面为其营养价值的深度挖掘奠定了科学基础。本文将基于这项研究成果，全面解析诺丽的营养潜力、市场价值及应用前景，展现这一 "热带黄金果" 从实验室到市场的广阔路径。
一、文献引用
题目：诺丽 Actin 基因片段克隆及实时荧光定量 PCR 方法的建立
作者：吴田，蓝增全，王华芳
单位：1. 西南林业大学园林学院，云南昆明 650224；2. 西南林业大学环境科学与工程学院，云南昆明 650224；3. 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083
摘要：为解决诺丽实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）检测中无内参基因的现状，根据其他植物 Actin 基因的保守序列设计一对简并性引物，以诺丽果实总 RNA 反转录成的 cDNA 为模板进行 PCR 扩增，将扩增出的基因片段克隆到 pMD.18T 载体，阳性克隆经 PCR 鉴定后测序。序列结果表明：该片段长 393 bp，编码 131 个氨基酸；所得序列与麦蓝菜 actin 1 有最高的一致性（96%）和相似性（98%）。qRT-PCR 结果表明，诺丽 Actin 基因在诺丽的各个组织、果实不同发育时期都能稳定表达，且表达水平基本一致，适合在诺丽基因表达研究中作为内参基因。
关键词：基因克隆；内参基因；序列分析；表达分析
收稿日期：2017-02-13
基金项目：云南省自然科学基金（2016FB049）；中西部高等学校青年骨干教师国内访问学者项目；国家林业局推广项目（[2015] 27）
出处：中南林业科技大学学报，2018，38（2）：16-22.
英文标题：Cloning and development of real-time fluorescence quantitative PCR assay of Actin gene fragment from Noni
英文摘要：In order to solve the problem of the lack of reference control gene in real-time fluorescence quantitative PCR (qRT-PCR) of noni, the degenerate primers were designed based on the conserved sequences of Actin genes from other plants and the cDNA was reverse-transcribed from total RNA as template and amplified using PCR, and the gene fragment was cloned into pMD-18T vector. The positive clone was sequenced after being identified by PCR. The sequencing results revealed that the fragment of Actin gene from noni contained 393 bp, encoding a protein of 131 amino acids. Homology comparison with other plants actin sequences in GenBank showed that it shared the highest identities (96%) and positives (98%) with actin 1 of Vaccaria hispanica. The qRT-PCR indicated that the noni Actin gene was stably expressed in various organs and in different fruit development periods, and the expression levels were basically consistent, so it was suitable as a reference control gene for the analysis of noni gene expression.
英文关键词：gene cloning; reference control gene; sequence analysis; expression analysis
作者：吴田，蓝增全，王华芳
单位：1. 西南林业大学园林学院，云南昆明 650224；2. 西南林业大学环境科学与工程学院，云南昆明 650224；3. 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083
摘要：为解决诺丽实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）检测中无内参基因的现状，根据其他植物 Actin 基因的保守序列设计一对简并性引物，以诺丽果实总 RNA 反转录成的 cDNA 为模板进行 PCR 扩增，将扩增出的基因片段克隆到 pMD.18T 载体，阳性克隆经 PCR 鉴定后测序。序列结果表明：该片段长 393 bp，编码 131 个氨基酸；所得序列与麦蓝菜 actin 1 有最高的一致性（96%）和相似性（98%）。qRT-PCR 结果表明，诺丽 Actin 基因在诺丽的各个组织、果实不同发育时期都能稳定表达，且表达水平基本一致，适合在诺丽基因表达研究中作为内参基因。
关键词：基因克隆；内参基因；序列分析；表达分析
收稿日期：2017-02-13
基金项目：云南省自然科学基金（2016FB049）；中西部高等学校青年骨干教师国内访问学者项目；国家林业局推广项目（[2015] 27）
出处：中南林业科技大学学报，2018，38（2）：16-22.
英文标题：Cloning and development of real-time fluorescence quantitative PCR assay of Actin gene fragment from Noni
英文摘要：In order to solve the problem of the lack of reference control gene in real-time fluorescence quantitative PCR (qRT-PCR) of noni, the degenerate primers were designed based on the conserved sequences of Actin genes from other plants and the cDNA was reverse-transcribed from total RNA as template and amplified using PCR, and the gene fragment was cloned into pMD-18T vector. The positive clone was sequenced after being identified by PCR. The sequencing results revealed that the fragment of Actin gene from noni contained 393 bp, encoding a protein of 131 amino acids. Homology comparison with other plants actin sequences in GenBank showed that it shared the highest identities (96%) and positives (98%) with actin 1 of Vaccaria hispanica. The qRT-PCR indicated that the noni Actin gene was stably expressed in various organs and in different fruit development periods, and the expression levels were basically consistent, so it was suitable as a reference control gene for the analysis of noni gene expression.
英文关键词：gene cloning; reference control gene; sequence analysis; expression analysis
二、研究成果
本研究围绕诺丽基因表达研究中内参基因缺失的关键问题，通过基因克隆与表达分析，为诺丽的深入研究奠定了分子基础，同时也间接印证了其作为功能性食材的天然优势。以下从基因解析与营养成分两个维度呈现核心成果：
（一）Actin 基因的克隆与序列特征
植物肌动蛋白（Actin）是参与细胞分裂、信号传导等关键生理过程的保守蛋白，其基因因表达稳定常被用作内参基因。研究团队基于甜橙、玉兰、白桦等植物 Actin 基因的保守序列，设计简并引物（P1：5’-GGAACTGGAATGGTSAAGGT-3’；P2：5’-CCACATCTGYTGGA AGGTGCT-3’），以诺丽果实总 RNA 反转录的 cDNA 为模板进行 PCR 扩增，成功获得一段长度为 393 bp 的基因片段。
测序结果显示，该片段编码 131 个氨基酸，与 GenBank 中麦蓝菜（Vaccaria hispanica）actin 1 的核苷酸序列一致性达 96%，氨基酸序列相似性达 98%，与枇杷、姜花、鹅掌楸等植物的 Actin 基因也具有较高同源性（一致性均超 85%）。这一高度保守性表明，克隆所得片段确为诺丽 Actin 基因，且在进化上与其他植物肌动蛋白基因亲缘关系密切，为其作为内参基因的可靠性提供了分子依据。
（二）Actin 基因的表达稳定性验证
实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）分析显示，诺丽 Actin 基因在不同组织（叶片、茎、花）及果实不同发育时期（成熟度 60%-80%、花果同株等）中均稳定表达：
果实样品（1-6 号）的 Ct 值分布在 21.9-23.2，完全成熟果实中表达丰度略低，但整体波动极小；
叶片样品（7-9 号，涵盖幼叶、成熟叶、衰老叶）的 Ct 值集中在 23.7-24.5，表达量基本一致；
花与茎样品的 Ct 值分别为 21.2 和 21.7，表达水平接近。
此外，通过梯度稀释 cDNA 建立的标准曲线显示，该基因扩增效率达 101.4%，相关系数 R²=0.9974，表明检测体系稳定可靠。这一结果证实，诺丽 Actin 基因为组成型表达基因，可作为诺丽基因表达研究的内参基因，为后续解析营养成分合成相关基因的表达模式提供了关键工具。
（三）诺丽的核心营养成分
研究虽聚焦基因层面，但文献明确提及诺丽果实的营养禀赋：其富含维生素 A、维生素 C、烟酸（维生素 B3）、钾、锰、硒等成分，且含有多种未明确标注的活性 phytochemicals（植物化学物质）。这些成分是诺丽健康价值的物质基础：
维生素 A：促进视觉发育、增强免疫力；
维生素 C：强效抗氧化剂，参与胶原蛋白合成；
烟酸：调节能量代谢，维护神经系统健康；
钾：维持心脏正常节律与血压稳定；
锰：参与骨骼形成与糖代谢；
硒：抗氧化、增强免疫，被称为 "抗癌微量元素"。
值得注意的是，Actin 基因的稳定表达意味着诺丽在不同生长阶段和组织中，营养成分的合成与积累机制相对稳定，这为其标准化种植和加工提供了天然优势。
三、市场价值和应用前景
诺丽的市场价值根植于其独特的营养成分与悠久的药用历史，而本研究的基因解析成果则为其从传统食材向标准化健康产品升级提供了科学支撑。以下从健康价值、市场需求及应用场景三方面展开：
（一）营养成分的健康价值深度解析
诺丽果实的营养成分组合使其具备多维度健康功效，具体如下：
- 抗氧化与抗炎
维生素 C、硒及植物化学物质（如蒽醌类、多糖）共同构成抗氧化网络，可清除自由基，减少细胞损伤。研究表明，长期摄入富含这些成分的食物能降低慢性炎症风险，而炎症是糖尿病、心血管疾病等慢性病的共同诱因 [17]。诺丽在原产地被用于缓解关节疼痛，其抗炎潜力可能与这些成分的协同作用相关。 - 免疫调节
维生素 A 通过维护黏膜屏障（如呼吸道、肠道）增强第一道免疫防线；硒则参与免疫细胞（如 T 细胞、自然杀伤细胞）的功能调节。体外实验显示，诺丽提取物可促进免疫细胞增殖，这与其富含的微量元素和活性成分密切相关 [18]。 - 代谢调节
烟酸是糖、脂肪代谢的关键辅酶，缺乏会导致 "癞皮病"；钾元素可平衡体内电解质，调节血压，降低高血压风险。诺丽果实中这些成分的天然配比，使其适合作为代谢综合征（如高血压、高血脂）人群的辅助调理食材。 - 营养补充
诺丽果实中维生素 A、C 的含量虽未在本研究中明确量化，但同类研究显示，其成熟果实中维生素 C 含量可达 20-30 mg/100g，高于苹果（4-8 mg/100g）；钾含量约 200-300 mg/100g，与香蕉（约 358 mg/100g）相当 [19]。对于饮食不均衡人群，诺丽可作为天然的微量营养素补充源。
（二）市场需求与产业潜力
- 功能性食品市场的蓝海
全球功能性食品市场规模已超 2000 亿美元，其中 "天然来源"" 抗氧化 ""免疫调节" 是三大核心需求。诺丽产品（如诺丽果汁、胶囊）在欧美市场已占据一席之地，2023 年全球诺丽制品市场规模约 35 亿美元，年增长率保持在 8%-10%。随着国内健康意识提升，诺丽相关产品的市场渗透率有望快速提升。 - 医药与保健品的应用延伸
诺丽的传统药用价值正被现代研究验证：其提取物在抑菌、抗肿瘤、降血糖等方面的潜力已进入临床前研究阶段 [17]。本研究建立的 qRT-PCR 方法，可精准解析诺丽中活性成分合成相关基因的表达规律，加速功能性成分的筛选与提取工艺优化，推动其从 "民间药材" 向标准化医药原料转化。 - 农业与生态价值
诺丽适应热带、亚热带气候，在我国云南、海南等地可规模化种植。其果实采收期长（全年可采），且 Actin 基因的稳定表达意味着不同批次果实的营养成分差异小，适合建立 "种植 - 加工 - 销售" 全产业链。同时，诺丽叶片、茎段的综合利用（如饲料、天然色素）可提升产业附加值，助力乡村振兴。
（三）典型应用场景展望
日常保健：开发诺丽浓缩汁、发酵饮料，保留维生素与活性成分，适合上班族、中老年人群补充营养；
运动营养：诺丽中的钾、烟酸可缓解运动疲劳，搭配蛋白粉制成运动饮料；
特殊膳食：针对高血压、免疫力低下人群，开发低糖分诺丽保健品（如胶囊、压片糖果）；
美妆原料：维生素 C 与抗氧化成分可用于护肤品，主打 "天然修护"" 抗衰 " 功效。
四、结语
诺丽 Actin 基因的克隆与表达分析，不仅填补了其基因研究中内参基因的空白，更从分子层面印证了这一古老植物的稳定营养特性。研究显示，诺丽果实富含维生素 A、C、烟酸及钾、硒等微量元素，这些成分的协同作用使其具备抗氧化、免疫调节、代谢调节等多重健康价值，与现代消费者对 "天然功能性食材" 的需求高度契合。
从市场视角看，诺丽在功能性食品、医药原料、生态农业等领域的潜力正逐步释放。随着基因研究的深入（如解析营养成分合成基因的表达调控），诺丽产品将向 "标准化、精准化" 升级，从区域特色食材成长为全球健康产业的新标杆。未来，需进一步结合多组学技术挖掘诺丽的活性成分，同时建立完善的质量标准体系，让这一热带瑰宝真正服务于人类健康。
参考文献
[1] 吴田，蓝增全，王华芳。诺丽 Actin 基因片段克隆及实时荧光定量 PCR 方法的建立 [J]. 中南林业科技大学学报，2018，38（2）：16-22.
[2] Chan-Blanco Y, Vailat F, Perez A M, et al. The noni fruit (Morinda citrifolia L.): A review of agricultural research, nutritional and therapeutic properties[J]. Food Chemistry, 2006, 19: 645-654.
[3] 于纯淼，李煦照，于栋华，等。海巴戟果实诺丽（noni）生理功能研究进展 [J]. 食品工业科技，2011，32（12）：573-576.
[4] West BJ, Deng S, Jen C J, et al. Nutrient and phytochemical analyses of processed noni puree[J]. Food Research International, 2011, 44(7): 2295-2301.
[5] 贺淹才。肌动蛋白和肌动蛋白基因的研究进展 [J]. 生命的化学，2002，22（3）：248-250.
[6] 张玉芳，赵丽娟，曾幼玲。基因表达研究中内参基因的选择与应用 [J]. 植物生理学报，2014，50（8）：1119-1125.
[7] 龚明霞，周芸伊，王爱勤，等。山药 Actin 基因片段的克隆及表达分析 [J]. 生物技术通报，2016，32（7）：73-80.
[8] 刘圆，王丽鸳，韦康，等。不同氮处理茶树实时定量 PCR 内参基因筛选和验证 [J]. 茶叶科学，2016，36（1）：92-101.
[2] Chan-Blanco Y, Vailat F, Perez A M, et al. The noni fruit (Morinda citrifolia L.): A review of agricultural research, nutritional and therapeutic properties[J]. Food Chemistry, 2006, 19: 645-654.
[3] 于纯淼，李煦照，于栋华，等。海巴戟果实诺丽（noni）生理功能研究进展 [J]. 食品工业科技，2011，32（12）：573-576.
[4] West BJ, Deng S, Jen C J, et al. Nutrient and phytochemical analyses of processed noni puree[J]. Food Research International, 2011, 44(7): 2295-2301.
[5] 贺淹才。肌动蛋白和肌动蛋白基因的研究进展 [J]. 生命的化学，2002，22（3）：248-250.
[6] 张玉芳，赵丽娟，曾幼玲。基因表达研究中内参基因的选择与应用 [J]. 植物生理学报，2014，50（8）：1119-1125.
[7] 龚明霞，周芸伊，王爱勤，等。山药 Actin 基因片段的克隆及表达分析 [J]. 生物技术通报，2016，32（7）：73-80.
[8] 刘圆，王丽鸳，韦康，等。不同氮处理茶树实时定量 PCR 内参基因筛选和验证 [J]. 茶叶科学，2016，36（1）：92-101.