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目的通过远志鲨烯环氧酶基因克隆及其转录组研究,为远志的种质改良与皂苷类成分的生物合成提供借鉴。方法(1)采用RT-PCR和RACE技术对远志鲨烯环氧酶(SE)基因进行全长序列克隆,并对SE基因全长序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析;(2)采用RT-q PCR和HPLC技术分别测定远志不同部位(根、茎、叶)SE基因相对表达量及细叶远志皂苷含量,并进行统计学分析探究两者间的关系;(3)通过转录组测序,对远志转录本和基因层面数据进行结构与功能注释,并对远志三萜皂苷生物合成通路及三萜骨架修饰通路进行研究,筛选参与三萜代谢过程的关键酶基因。结果(1)克隆得到远志SE基因的c DNA全长序列为1652 bp,含28 bp5’UTR,37 bp 3’UTR和1587 bp ORF区,编码528个氨基酸蛋白,Gen Bank登录号为MG917041。BLAST比对分析结果显示远志SE基因序列与已登录的其他物种具有较高同源性。远志SE基因编码蛋白的相对分子量和理论等电点分别为57882.34 Da和8.77,该蛋白属于PLN02985(角鲨烯单加氧酶,即SE)和FAD-binding-3超家族,含有FAD-结合位点以及SE保守结构域。(2)RT-q PCR结果显示远志SE基因在各部位均有表达但表达量存在显著差异,根中表达最高,其次是叶,茎中表达量最低。HPLC结果显示根中细叶远志皂苷含量显著高于叶和茎。对基因表达量与细叶远志皂苷含量进行统计学分析,结果显示两者具有显著正相关关系,表明SE基因对细叶远志皂苷含量具有一定影响。(3)对m RNA进行转录组测序,NR注释结果表明远志序列与多个物种间比对到较多数目,且匹配结果可靠性高,相似度高。GO注释结果显示有207180条,144773条,67358条unigene序列分别参与到BP(Biological Process,生物过程)、CC(Cellular Component,细胞组分)和MF(Molecular Function,分子功能)。KEGG结果显示注释到三萜骨架构建及三萜生物合成通路的unigene数目最多,分别为174和32条。进一步对两条通路分析,结果显示了三萜皂苷合成通路所涉及的关键酶基因及本次测序所能够注释到的基因。结论采用RACE法成功克隆了远志SE基因,对基因表达量与细叶远志皂苷含量进行相关分析,结果显示SE基因与远志中细叶远志皂苷含量呈显著正相关。此外,远志转录组测序有助于从系统水平了解远志三萜皂苷的代谢途径和遗传信息传递等复杂的生物功能,能筛选远志三萜合成通路中的关键基因,并发现与药用成分合成相关的候选基因,为远志三萜通路的深入分析、关键酶基因挖掘以及日后在远志中开展三萜生物途径的基因工程奠定了基础。