赖氨酸脱羧酶（Lysine Decarboxylase，LDC）基因是苦豆子（Sophora alopecuroidesL.）苦参碱（Matrine，MA）和氧化苦参碱（Oxymatrine，OMA）生物合成途径的第一个关键酶基因，在其生化代谢过程中起着重要的作用。本研究以西北特有中药材苦豆子为材料，克隆其赖氨酸脱羧酶基因编码区和启动子序列，分析不同苦豆子居群赖氨酸脱羧酶基因编码区序列多样性，挖掘与OMA含量相关联的SNP位点，探讨该基因表达与MA和OMA含量的关系，验证其启动子的功能，旨在揭示赖氨酸脱羧酶基因的功能，为通过遗传工程等手段培育高MA和OMA含量的苦豆子奠定基础。研究结果如下:　　(1)采用同源克隆技术从苦豆子中分离得到长度为1368bp的DNA片段，经测序、BLAST验证为赖氨酸脱羧酶基因编码区序列，命名为SaLDC（登录号:KM249871）。生物信息学分析表明，苦豆子赖氨酸脱羧酶基因编码区与苦参（Sophora flavescens）和狗苦参（Echinosophorakoreensis）赖氨酸脱羧酶基因序列一致性高达97％，该基因共编码455个氨基酸残基，蛋白质分子量49.14KD，属于PLPDEⅢ超基因家族。在氨基酸序列中找到了产喹诺里西啶类生物碱(Quinolizidine Alkaloids，QAs)植物的赖氨酸脱羧酶蛋白的特征性保守位点Phe340。聚类结果显示，苦豆子与产QAs的植物聚为一个大类。　　(2)采用染色体步移技术，先后分别获得约800bp和1500bp的DNA片段，经测序、拼接后获得长度为1948bp的苦豆子赖氨酸脱羧酶基因启动子片段。生物信息学分析该基因转录起始位点可能位于起始密码子上游45bp处，其核心启动子元件TATA box和CAAT box分别位于-27bp和-81bp处。在启动子区域存在有大量的与光响应、逆境防御应答、激素响应、组织特异性表达相关的顺式作用元件，推测苦豆子赖氨酸脱羧酶在生命活动过程中较为活跃，能够行使复杂的生物学功能。　　(3)对16个苦豆子居群赖氨酸脱羧酶基因编码区序列多样性研究表明，该基因中间部分较为保守，变异主要存在与5端和3端。在16个苦豆子居群赖氨酸脱羧酶基因编码区中共找到35个SNP，其中同义突变13个，错义突变22个，SNP发生频率为1SNP/39.08bp。TajimaD值检测和Ka/Ks结果显示，16个居群苦豆子赖氨酸脱羧酶基因编码区进化不符合中性模型，受负向选择作用。将SNP位点与氧化苦参碱含量进行关联分析，共找到6个有价值的突变位点，可用于筛选高含量氧化苦参碱苦豆子的Caps引物开发。　　(4)用不同质量分数PEG模拟干旱胁迫萌动苦豆子种子和幼苗，结果显示:干旱胁迫下，子叶中MA和OMA的含量和赖氨酸脱羧酶基因表达量下降，但重度胁迫（PEG质量分数＞20％）却使子叶中赖氨酸脱羧酶基因表达量上升，且超过对照。叶片中赖氨酸脱羧酶基因表达量和OMA含量随PEG质量分数和胁迫时间的变化呈动态变化趋势，重度胁迫下，赖氨酸脱羧酶基因的表达和OMA的积累均被抑制;轻度和中度干旱胁迫（10％≤PEG质量分数≤20％）下，当基因表达量升高时，OMA含量也随之增高。可见，赖氨酸脱羧酶基因的表达在一定程度上影响MA和OMA的积累。