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藏波罗花(Incarvillea younghusbandii Sprague)为紫葳科角蒿属多年生草本植物,生长于青藏高原海拔3600-5400米的砂质草甸和砾石生境中,作为一种传统藏药植物,具有重要的药用经济价值。在本研究中选取3个不同海拔(4100米,4600米,5200米)藏波罗花叶和根的实验材料,进行广泛代谢组学和转录组学分析,主要获得了以下结果:(1)为探究藏波罗花在不同海拔以及不同部位之间的差异代谢物情况,本研究采用广泛代谢组学技术对3个不同海拔的叶和根进行代谢物检测,总共鉴定到了849种代谢物。对不同海拔和不同部位间差异代谢产物(VIP>1,p<0.05)进行筛选,并且对差异代谢物所涉及的生物学途径进行分析,明确了差异代谢物所涉及的生物学功能。并着重关注了萜类和黄酮类化合物的积累模式,发现叶片中代谢物的含量要普遍高于根部。并发现黄酮类化合物柚皮黄素(pos_3300)、桑呋喃M(pos_6304)、6"-O-乙酰染料木苷(neg_1705)、灯盏花素7-葡糖醛酸-(1->2)-葡糖苷酸(neg_3025)、香叶木素(neg_6249)、木犀草苷(neg_6691)和萜类代谢产物橙花鼠李糖苷(neg_5740)、α-姜黄烯(pos_4481)、(S)-橄榄苦苷酸(pos_5803)在最高海拔的叶片中含量最高。(2)利用高通量测序技术对3个不同海拔藏波罗花的叶和根进行转录组学测序分析,叶和根之间差异基因主要涉及黄酮和黄酮醇的生物合成、苯丙烷类生物合成、精氨酸和脯氨酸的代谢、类固醇生物合成和氨基酸糖和核苷酸糖的代谢等过程。不同海拔叶片之间差异基因主要参与到苯丙烷类生物合成、泛酸和Co A的生物合成、烟酸和烟酰胺的代谢和辅助因子的生物合成以及黄酮类生物合成和萜类生物合成等生物途径。不同海拔根部之间的差异基因主要参与了生物素的代谢、亚油酸代谢苯丙酸的生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢、果糖和甘露糖的代谢和烟酸和烟酰胺的代谢等途径。(3)为进一步探究藏波罗花中重要次生代谢产物的生物合成途径,本次研究重点关注萜类和黄酮类生物合成途径中的相关基因,并且对其在不同海拔环境和不同部位之间的表达模式进行分析,筛选出差异表达的基因。在叶和根的比较中,大多基因在叶片中的表达水平要高于根部,这一结果与代谢组学数据相一致。并且发现位于萜类代谢物合成下游的萜类合酶基因(TPS_3、TPS_4和TPS_20)以及黄酮类化合物合成中与花青素合成相关的基因(CHS_3、CHI_2、HCT_15、ANS、F3H_3、BZ1_3和FG2)在随海拔上升的过程中表达量显著上调。(4)通过转录组学数据与代谢组学数据关联分析,根据皮尔逊相关性(Pearson)结果,构建了藏波罗花萜类和黄酮类生物合成途径中基因与代谢物相关性网络图。在萜类生物合成途径中共得到的15个Uingenes与45个代谢物之间具有强相关关系。在黄酮类生物合成途径中得到9个Uingenes与代谢物之间存在强相关性,同时在黄酮类生物合成途径中也鉴定出多个与黄酮类代谢物和基因显著相关的MYB转录因子,其中发现Iy MYB_113和Iy MYB_166转录因子的表达水平随海拔升高显著上调。(5)对鉴定得到的Iy MYB_113和Iy MYB_166转录因子进行基因克隆,获得了基因序列,Iy MYB_113全长为842bp,编码280个氨基酸;Iy MYB_166全长为906bp,编码301个氨基酸。保守结构域分析,Iy MYB_113和Iy MYB_166都具有MYB保守结构域,为1R-MYB型转录因子。进化分析显示,Iy MYB_113与PHL1、At PHR1和PHL4以及Iy MYB_166与At MYB80的同源相似性较高,推测Iy MYB_113和Iy MYB_166可能也具有类似的功能。本研究对3个不同海拔藏波罗花的叶和根中的代谢产物进行广泛代谢组学检测,同时结合转录组学数据重点探究了萜类和黄酮类生物合成途径,分析了不同海拔和不同部位代谢物的分布和相关基因的表达模式,从而对藏波罗花中重要的次生代谢物的合成与积累有了进一步的认识。也为探究藏波罗花适应高海拔极端环境的分子机制和药用部位的合理开发提供一定的数据支撑。