朝鲜淫羊藿品质区划与总黄酮生物合成调控基因筛选

来源 :长春中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:red0035
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目的:通过对朝鲜淫羊藿走访调查及品质评价,发现朝鲜淫羊藿有效成分含量部分达不到药典要求,严重影响了朝鲜淫羊藿临床疗效及市场价格。因此,在此研究基础上,系统的展开朝鲜淫羊藿的品质区划研究,以期寻找影响朝鲜淫羊藿生长的环境因子,为朝鲜淫羊藿的人工抚育、精细化种植提供理论基础。并对朝鲜淫羊藿叶进行不同时间采集(S1-S4)、不同激素处理(Me JA、SA),探讨二者对朝鲜淫羊藿生物量、外在表型、内在品质的影响,并以此为材料进行转录组测序,综合分析筛选总黄酮生物合成相关基因,为研究朝鲜淫羊藿叶发育及生理生化过程、总黄酮合成机制、新品种选育提供参考。方法:通过走访和实地调查,收集朝鲜淫羊藿药材样品和分布信息,基于朝鲜淫羊藿中4种黄酮醇苷含量,利用GIS技术、最大熵模型(Max Ent)、地理探测器统计分析方法,对朝鲜淫羊藿进行资源分布及品质区划研究。以龄级一致的朝鲜淫羊藿为材料,通过仿生林下栽培,对其叶进行不同时间采集(S1-S4)及不同激素处理(Me JA、SA),并采用紫外分光光度计、HPLC法测定总黄酮及黄酮醇苷含量,便携式叶面积仪测定叶面积,高品质电脑色差仪测定其色度,天平测定生物量。以上述不同处理朝鲜淫羊藿叶为样品通过Illumina Hi Seq TM 4000测序平台进行转录组测序,运用转录组拼接、基因注释、基因表达水平和表达差异分析等分析手段结合含量测定筛选总黄酮生物合成相关调控基因。结果:1.朝鲜淫羊藿主要分布于吉林省东南部和辽宁省东北部,主要化学成分含量受年降水量变异系数、降水量、年平均温度、黏土量等环境因子影响较大,其中朝藿定A、朝藿定C含量分布较高的地区在吉林省东南部和辽宁省东北部,朝藿定B含量分布较高的地区在辽宁省东部,淫羊藿苷含量较高地区大部分在辽宁省东北部,少量分布于吉林省东南部。2.通过不同时间采样测定分析,随着朝鲜淫羊藿的生长,朝鲜淫羊藿的叶面积、生物量(干重、鲜重)均逐渐增加,在生长后期,生物量增长幅度很小;总黄酮含量和黄酮醇苷的含量总和都是先增加,后减少;设置光源D65光,朝鲜淫羊藿成分主要与L、a*相关,朝藿定A、B、C、淫羊藿苷含量均与L值成负相关;与a*值呈正相关。在A光源下,朝藿定A、B、C、淫羊藿苷含量均与L、a*值均成负相关(*p<0.05);与b*值无相关性。3.通过不同激素处理后,与空白组比较:Me JA处理的朝鲜淫羊藿叶面积、生物量无明显差异,经SA处理叶面积增长24.67%,鲜重增加23.50%,干重增加81.50%;Me JA处理后总黄酮含量增加12.89%,SA处理后总黄酮含量增加8.44%,黄酮苷类变化无明显统一规律,值得注意的是,淫羊藿苷在两种激素的处理下含量显著增加,分别提高67.28%、113.16%。4.一共构建了18个不同的朝鲜淫羊藿c DNA文库,经过转录组测序,获得了4980756594-12762476287 bp的过滤后高质量数据,一共有366522个unigenes获得了功能注释,经过分析后初步筛选出25个与总黄酮生物合成相关基因。结论:本文研究表明,不同地区朝鲜淫羊藿中黄酮成分含量差异较大,朝鲜淫羊藿主要分布于吉林省东南部和辽宁省东北部。随着朝鲜淫羊藿的生长发育,叶面积、生物量均增大,总黄酮含量先增加到阈值后减少;朝鲜淫羊藿的色度值(量)与内在黄酮类成分(质)具有极显著的相关性。本试验经过转录组测序得到的18个c DNA文库数据质量高,筛选出25个黄酮合成相关基因,以上研究结果为朝鲜淫羊藿的引种栽培、人工抚育、研究总黄酮合成机制、新品种选育提供参考。
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