蓼蓝(Polygonum tinctorium Lour)是一种重要的天然植物染材,同时也是一种宝贵的中草药资源,在我国分布广泛且资源丰富。蓼蓝中次级代谢产物靛蓝和靛玉红是少数民族进行民族工艺品蜡染以及扎染加工的重要物质。除此之外,蓼蓝中的药用活性成分靛蓝和靛玉红具有重要的药效作用,尤其以靛玉红为主的药物具有显著的抗癌、抗病毒、抗肿瘤作用,对治疗白血病、肺癌等疾病也有显著效果,这些药用作用在中药医学以及现代医学中均得到了证实与认可。实验研究与实践表明不同采摘阶段蓼蓝体内的靛蓝和靛玉红的含量有所差异,寻找出调控影响靛蓝和靛玉红生物合成通路中的差异表达基因对蓼蓝基因信息资源的丰富以及蓼蓝的未来生存与发展具有重要意义。本论文针对此问题进行了以下研究,具体研究结果如下:1.利用高效液相色谱法对不同采摘阶段(七、八、十月份)蓼蓝体内的靛蓝和靛玉红进行定性和定量分析。实验确定了色谱条件:靛蓝和靛玉红的检测波长范围为260-290 nm,洗脱条件为甲醇:水=70:30,流速为1 cm~3/min,柱温为30℃。通过待测样品谱图与标准品谱图的对比,确定靛蓝和靛玉红的保留时间分别为12.5 min、21.5 min。通过拟合回归方程、绘制标准曲线,对靛蓝和靛玉红进行定量分析,发现靛蓝和靛玉红的含量变化趋势相同,均为八月份含量最高,十月份次之,七月份最低。其中,靛蓝在八月份的含量比其在十月份的含量高出26.3%,比其在七月份的含量高出57.2%;靛玉红在八月份的含量比其在十月份的含量高出14.6%,比其在七月份的含量高出24.0%。同时,通过稳定性实验和精密性实验的测定保证了实验的准确性和可靠性。其中靛蓝和靛玉红标准品在稳定性实验中的RSD分别为1.24%、1.97%,在精确度实验中的RSD分别为1.18%,1.24%。结果证明本工作建立的高效液相色谱法测定的结果准确性高且重现性好,适用于蓼蓝中靛蓝和靛玉红的定量分析。2.在上述工作的基础之上对不同采摘阶段的蓼蓝叶片进行转录组测序分析。通过转录本组装获得714264条转录本和267093条Unigene,转录本和Unigene的长度集中分布在200-400 bp之间。在转录本注释阶段发现有51.6%的Unigene至少比对到了一个数据库,这大大丰富了蓼蓝的转录组数据信息。通过数据挖掘获得了组内样本间以及组间样本间的相关系数,实验结果发现组内样品之间的生物学重复较好,组间样本之间的差异性较大,符合基本的科学规律。在差异基因表达分析中,选择八月份的蓼蓝叶片作为对照组,实验结果发现七月份样本相对八月份的上调基因有3717条,下调基因有3455条;十月份样本相对八月份的上调基因有7581条,下调基因有5220条。通过对不同采摘阶段蓼蓝叶片的差异基因表达进行,并将其与文献中报道的靛蓝和靛玉红生物合成通路相结合,发现导致靛蓝和靛玉红含量差异的原因可能与参与细胞色素P450单氧酶合成的基因有关。在数据分析过程中我们发现基因TRINITY_DN59463_c0_g1和基因TRINITY_DN59463_c0_g1不仅参与了细胞色素P450单氧酶的合成,而且其基因表达量变化趋势与靛蓝和靛玉红的含量变化趋势一致。因此,我们推测这两条基因是导致靛蓝和靛玉红含量发生差异的关键基因。