作为目前最古老的种子植物之一,银杏被广泛认为是植物中的“活化石”。由于其独特的形态和生理特征,加上其在种子植物中系统发育地位的争论,银杏在进化研究中发挥了非常重要的作用。除此之外,银杏还具有非常高的药用价值,主要包括其非常重要的次生代谢物——类黄酮和萜内酯。在本研究中,我们以银杏重要代谢物为突破口,结合基因组、转录组、代谢组等多组学数据,主要研究了银杏基因组和次生代谢物相关基因的可变剪接,以及银杏叶片不同时期代谢物的变化。希望这些结果能对次生代谢物的合成和调节机制的研究有所帮助。主要结论列举如下。1.根据银杏的高质量基因组,分析了银杏叶基因组的可变剪接事件,通过对不同发育阶段的多个组织进行综合分析,揭示了银杏可变剪接模式的全基因组景观。与其他植物相比,内含子保留是所有组织中最主要的可变剪接类型,其频率要低得多,不同可变剪接类型相关基因的功能富集也表现出很大差异。此外,还深入分析了银杏叶中重要次生代谢物的可变剪接模式,包括类黄酮和萜类化合物。2.为了进一步研究不同时期代谢和基因功能的详细差异,从代谢变化最明显的三个时间点(6月、8月和10月)采集了银杏成熟叶,并分别鉴定了其代谢产物。用UPLC-MS/MS方法成功分离出780种代谢物,包括133种类黄酮化合物(69种黄酮、41种黄酮醇和23种黄烷酮)、5种萜类化合物和72种有机酸及其衍生物。在所有检测到的133种类黄酮化合物中,有83种是KEGG数据库中没有的,这些新发现的代谢物将是对次生代谢物研究的良好补充。研究结果表明,虽然黄酮类化合物的主要成分对银杏来说不是必需的,但它的共生代谢物——芪类在抵御环境变化和植物疾病方面可以发挥重要作用。差异基因和代谢物之间的组合分析表明,共有2,523个单基因和203个代谢物有很强的联系,这些信息将有利于后续对银杏叶次生代谢物的分子机制研究。