《植物生理学报》 2019, 55(12): 1827-1838

基于转录组分析白术倍半萜生物合成的相关基因

杨国^1,#, 李鸿慧^1,#, 金叶飞¹, 董丽佳¹, 莫亿伟^1,*, 罗洁^2,*

¹绍兴文理学院生命科学学院, 浙江绍兴312000; ²绍兴文理学院元培学院, 浙江绍兴312000

通信作者：莫亿伟；E-mail: 罗洁(lj26wlxy@163.com)莫亿伟(ywmo@ 163.com)

摘　要：

本研究通过GC-MS分析了白术挥发油中倍半萜的种类, 同时利用转录组测序技术对白术叶、茎、块根和花的混合样品进行了测序, 最后对白术不同组织中萜类骨架合成关键酶以及倍半萜合成酶有关基因的表达进行了实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析。研究结果显示, 白术倍半萜成分主要为苍术酮和8, 9-去氢新异长叶烯, 转录组测序共获得了23 099 928条有效短读序, 组装后获得100 037条Unigene, Q30值为93.48%, N50长度为 1 027.2 bp; 将拼装所得到的Unigene序列利用BLAST工具分别与 NR、 Swiss-Prot、 KEGG、 KOG、 COG和GO数据库进行比对, 共有54 471条Unigene序列被注释, 占总序列数的54.45%; 对注释得到的Unigene进行KEGG代谢通路分析, 共涉及133个KEGG代谢通路, 其中81条Unigene参与了萜类骨架生物合成, 18条Unigene参与了倍半萜生物合成。利用MISA软件发现 12 124个SSR, 其中单碱基重复SSR共6 028个, 双碱基重复SSR共3 866个。本研究对6个倍半萜合成相关的基因进行qRT-PCR分析, 发现其中4个在白术块根中的表达量显著高于叶、茎和花中的表达量。

关键词：白术; 挥发油; 倍半萜; 转录组测序; SSR; qRT-PCR

资助：国家自然科学基金(31700476)、浙江省教育厅项目(Y2019-41025)和绍兴市教学建设与改革项目(SXSKG2018069)。