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藜蒿(Artemisia selengensis Turcz)作为菊科(Asteraceae Bercht.)蒿属(Artemisia)多年生草本植物,习称蒌蒿、芦蒿、水蒿等,是我国非常传统的一种既可药用也能食用的保健蔬菜,藜蒿其全草可入药,主要是其富含蛋白、膳食纤维、以及黄酮类化合物、多糖、酚酸等多种活性成分,而这些活性成分具有抗炎、抗菌、延缓衰老以及预防各类疾病等作用,具有非常高的的营养价值以及药用价值。目前,藜蒿的研究多集中于化学成分分离与纯化、药理活性成分的分析以及对藜蒿野生资源的收集和开发利用等方面。虽然对于藜蒿栽培以及生物学特性方面的研究也相继开展,但藜蒿中次生代谢产物合成途径的解析以及相关关键基因的发掘还缺乏深入研究。因此,在针对富集黄酮类化合物的藜蒿新品种的开发和培育工作等方面极其滞后,严重限制了藜蒿产业的可持续发展。本研究利用高通量测序技术对两个黄酮类化合物含量差异显著的藜蒿品系进行分析,挖掘出与藜蒿药用活性成分黄酮化合物的合成相关的关键基因,研究其与黄酮类化合物含量之间的关系,初步揭示藜蒿药用活性成分形成的分子机制,为进一步解析藜蒿品质形成机制以及藜蒿新品种的开发和培育奠定基础。主要结果如下:(1)选取从国内不同地方收集的30份藜蒿种质作为植物材料,实施比较实验,随机区组设计,重复3次,待样品达到取样条件,随机采取藜蒿样品,利用传统提取方法乙醇回流浸提其黄酮化合物,然后以酶标仪吸光度法定量测定,所测数据(重复三次)经过分析和比较,结果发现:供实验群体的总黄酮含量差异较为显著(p<0.01),变异系数高达22.22%,总黄酮含量变化幅度在30.698 mg/g~66.332 mg/g,平均为45.515mg/g。由此,筛选出高、低黄酮类化合物含量的藜蒿种质。(2)利用Ilumina高通量测序技术对筛选出的高、低黄酮类化合物含量的藜蒿品系的嫩叶进行了转录组测序分析,6个藜蒿样品中共获取了65.186 Gb Clean Data,并且其中任意一个的Clean Data都超过10.31 Gb,Q30也都大于93.29%,经Trinity组装后共获得143650个Unigenes,其长度均值为2609.78 bp,其中长度在1.5 kb以上的Unigene有36645个;对获得的Unigene进行功能注释,共获取138742个注释信息。对高、低类黄酮含量的两份藜蒿种质的差异转录组进行比较:共筛选出29707个差异表达基因(DEGs),其中有16302条基因在品系1(L)中表达量较低而在品系5(H)中表达量较高,而另外的13405条基因在品系1(L)中表达量较高而在品系5(H)中表达量较低。通过将获得的DEGs注释到126个KEGG代谢通路。最终筛选到4个与类黄酮合成途径的相关的酶基因。(3)本研究借助生信手段得到藜蒿4R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB各36、89、15个MYB蛋白序列,并通过把藜蒿和拟南芥R2R3-MYB合并后,完成后续进化分析,通过得到的进化结果可将藜蒿亚家族进分到拟南芥的S1-S25这23个亚家族中。同时,S2、S3、S6、S10、S12、S15、S16、S19、S21、S24、S25这11个亚家族中未发现藜蒿MYB蛋白,表明藜蒿在进化过程中和拟南芥有一定的差异。我们对藜蒿R2R3-MYB蛋白序列N-端保守基序进行分析,得出藜蒿N端包含[W]-x(19)-[W]-x(19)-[W]-x(32)-[W]-x(18)-[W]这种相当保守的HTH结构域。通过同源类比的方法在S4、S5、S6、S7这几个subgroup中进行筛选,初步从藜蒿中筛选出了3个比对相识度较高的候选MYB基因。然后结合转录组筛选出的差异基因的注释信息,最终,确定筛选与黄酮类代谢途径相关的MYB基因为As MYB20、As MYB65。(4)根据已测得的藜蒿转录组数据,对上述筛选出的MYB基因设计相应特异性引物,克隆出藜蒿As MYB20和As MYB65基因,其中As MYB20全长977 bp,包含有260个OFR,其长度为783 bp;As MYB65全长868 bp,包含有205个OFR,其长度为618 bp;通过NCBI中BLAST分析,发现了与藜蒿MYB基因c DNA全长序列高度同源的其他物种MYB基因。分析结果显示,As MYB20基因序列与青蒿homeodomain-like protein的同源性最高,为94.64%;As MYB65基因序列与虎皮草homeodomain-like protein的同源性最高,为84%;将藜蒿的MYB基因与拟南芥(At MYB)、梨(Pp MYB)、苹果(Md MYB)、龙胆(Gt MYB)、刺苞菜蓟(Cc MYB)、苦荞(Ft MYB)、杨树(Pt MYB)梨(Pb MYB)和葡萄(Vv MYB)等进行氨基酸序列的多重比较,发现两个As MYB蛋白质的上游具有两个MYB结构域,均属于典型的R2R3-MYB基因。通过对As MYB20、As MYB65在藜蒿不同器官(根、茎、叶)的表达情况分析,发现As MYB20、As MYB65转录因子的表达情况相似,其在藜蒿不同部位中的表达量均呈现出叶>根>茎的趋势。