丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge),为唇形科鼠尾草属多年生草本植物,以其干燥根及根茎入药,又名红根、赤参、血参等。具有抗菌消炎、抗氧化、保肝等多种药理活性,在临床上被广泛用于心脑血管疾病的治疗。依据化合物结构特点,丹参的活性成分主要分为两大类:一类为脂溶性的丹参酮类物质,包括丹参酮ⅡA、隐丹参酮等;另一类为水溶性的酚酸类化合物,包括咖啡酸、丹参素、迷迭香酸、丹酚酸B等。多项研究表明,当植物受到生物或非生物源的逆境胁迫时,能够快速合成植物激素,进而通过相应的信号转导系统诱导次生代谢产物的合成,抵御外界刺激。我们发现茉莉酸及其衍生物(如茉莉酸甲酯)能够高效诱导丹参酮和丹酚酸类活性物质的积累。然而,茉莉酸信号如何被识别、转导,进而调控丹参次生代谢产物合成的机制并不清楚,丹参茉莉酸信号转导通路的核心环节和分子基础还有待深入研究。TIFY家族是一类新发现的植物特有的基因家族,已在多个物种中被报道,其家族各成员在胁迫响应和激素信号转导系统中发挥重要作用。其中,TIFY亚家族—JAZ蛋白是茉莉酸信号从SCFCOⅡ复合体向下游茉莉酸响应基因传导的重要枢纽,并通过与其他信号通路调控因子的相互作用,在复杂激素调节网络中发挥重要作用。但是,丹参TIFY家族基因结构及表达模式尚不清楚,且JAZ蛋白在信号转导过程中的互作蛋白也并不明确。本研究从基因组水平较为系统地分析鉴定出丹参TIFY家族成员,并通过筛选酵母双杂交文库,对丹参部分JAZ蛋白互作因子进行了初步筛选与分析。主要研究结果如下:1、通过本地BlAST搜索丹参基因组数据库筛选TIFY家族基因,进而对所选SmTIFY基因进行基本特征分析及PCR鉴定,分析鉴定出15个TIFY家族基因,其中包括10个JAZ基因,3个ZML基因,1个TIFY基因和1个PPD基因。该家族蛋白都至少包含一个TIFY结构域,其中SmJAZ蛋白均包含TIFY和Jas两个保守结构域,在SmJAZ1、SmJAZ2、SmJAZ5和SmJAZ6的N-末端还存在类似EAR的结构域;SmZML蛋白含有与Jas结构域类似的CCT结构域和GATA锌指结构域(DNA结合结构域);SmPPD蛋白N-末端含有PPD结构域;而SmTIFY8蛋白只包含一个TIFY结构域。2、采用邻接法构建系统进化树,对拟南芥、水稻、葡萄和丹参四个物种的TIFY家族成员蛋白进行系统进化分析发现,该家族所有成员均聚为TIFY、JAZ、PPD和ZML四个亚家族,四个物种的JAZ蛋白聚为四个亚类,分别是JAZⅠ、JAZⅡ、JAZ Ⅲ 和 JAZ Ⅳ。3、对丹参TIFY家族各基因起始密码子上游2000bp核酸序列进行启动子区顺式作用元件分析,结果显示:丹参TIFY家族各基因顺式作用元件的种类及分布呈现多样性,主要涉及激素响应、胁迫响应、光响应及生长发育过程。4、对丹参不同组织(根、茎、叶和花)中TIFY基因家族的表达模式进行分析,结果显示:SJAZ1、SmJAZ3、SmJAZ5、SmJAZ7、SmJAZ8及SmTIFY8在上述组织部位均有较高的表达量,且同一基因在不同组织部位的表达并无显著差异。用100 μM茉莉酸甲酯处理丹参试管苗,多数SmJAZ家族基因表达变化趋势基本相同,均在2 h内快速响应茉莉酸甲酯诱导,表达量升高,而SmJAZ3、SmJAZ4和SmJAZ9的响应峰值出现延迟现象。茉莉酸甲酯对SmTIFY、SmPPD)和SmZML家族基因均存在表达抑制。5、利用酵母双杂交系统,以SmJAZ3-Jas为诱饵蛋白,筛选获得MYC2、WD40-61等互作蛋白。再次以该WD40蛋白为诱饵蛋白,筛选获得TCP、YABBY、PYL8、PYL4等互作蛋白,分析发现多数蛋白属于参与植物花发育过程的调控蛋白和ABA信号通路调控因子,推测SmJAZ3可能在调控花的生长发育及JA-ABA信号调控网络中发挥重要作用。以SmJAZ8-Jas为诱饵蛋白,筛选获得SmCYP716A89、GRAS、VOZ1、PsbR、PSⅠ-LHCⅡ 等互作蛋白。其中,SmCYP716A89可能参与调控丹参二萜类物质合成途径;GRAS蛋白在GA信号通路中发挥重要作用,参与调控植物生长发育过程;VOZ1转录因子、PsbR和PSⅠ-LHCⅡ蛋白分别在调控植物开花时间及光合作用过程中发挥重要作用,提示SmJAZ8可能在调控丹参二萜类物质合成途径、植物光合作用及开花时间过程中发挥一定作用。本研究为丹参TIFY家族基因的鉴定及JAZ蛋白亚家族的功能研究奠定了一定研究基础,进一步拓展了在茉莉酸信号调控丹参活性成分合成机制方面的研究思路,也为其他药用植物次生代谢的研究提供参考。