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多穗柯(Lithocarpus polystachyus Rehd)是一种生长在中国南方的重要药用植物,其根、茎、叶均可入药,具有降血糖、抗肿瘤等多种功效,根皮苷为其主要的活性物质。光对大多数植物体内黄酮类化合物的合成产生影响,所以研究不同光照条件对多穗柯中根皮苷合成的影响机制显得至关重要。为解决这一问题,该研究在不同光质、光强、光周期条件下培养多穗柯并对其进行了转录组测序,利用生物信息学方法系统比较测序数据结果。结果显示,每个样品获得了超过6 Gb的高质量清洁读数,从头组装成177,894个unigenes,平均长度为560 bp,43.13%的unigenes至少在一个所搜索的公共数据库中被注释;不同光照处理组中有5,977-8,027个数量不等的显著差异表达基因(DEG),GO和KEGG数据库功能富集分析标明了这些DEG所涉及的功能及生命途径;归于89个转录因子家族的转录因子在光刺激后差异表达,被鉴定为光响应转录因子;苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)为多穗柯根皮苷积累过程中的关键酶,PAL2、PAL、4CL1(DN121614)、4CLL7、4CL1(DN102161)的转录水平与根皮苷的积累呈正相关,推测其在根皮苷合成途径中起重要作用;使用超高效液相色谱方法测定根皮苷含量,发现给予多穗柯绿光刺激,或适当的降低光照强度,亦或适当延长光照时间,可促进根皮苷积累;绿光和光强2000 lx、3000 lx培养下的多穗柯PAL酶活性显著增加,不同光强处理组中PAL的调控优势较弱。在这项研究中,提供了多穗柯关于光响应的首份全面转录组测序数据,为阐明多穗柯中根皮苷合成的分子机理的研究奠定了基础,为揭示光照调控药用植物药用成分含量差异的分子机制提供了一定的参考。图23幅;表10个;参124篇。