低溫對鐵皮石斛活性成分合成影響 機制的轉錄組學研究 王小仲 1 馬 艷 1 任得強 2 1 關嶺自治縣農業(yè)農村局 貴州 關嶺 561300 2 貴州中醫(yī)藥大學 貴州 貴陽 550025 摘要 目的 挖掘低溫條件下鐵皮石斛多糖 生物堿 黃酮合成路徑上的差異表達基因 為低溫脅迫 對鐵皮石斛活性成分合成的影響機制提供理論依據(jù) 方法 用Illumina Novaseq 6000測序技術對低溫脅 迫下鐵皮石斛葉片進行轉錄組測序 使用Cutadapt對獲得的序列進行過濾組裝 獲得有效序列 Clean data 選擇log2Fold Change 處理組 對照組 1 且FDR 0 001作為參數(shù)篩選差異表達基因 通過參考基因組 Swissprot數(shù)據(jù)庫 Uniprot數(shù)據(jù)庫對差異表達基因進行注釋 運用GO KEGG數(shù)據(jù)庫對差異表達基因進行富集 分析 結果 測序得到46 85 Gb數(shù)據(jù) 有1 815個差異表達基因參與鐵皮石斛低溫脅迫響應 其中 1 281 個基因上調表達 534個基因下調表達 有12個多糖 6個生物堿 53個黃酮類化合物合成路徑上的差異表達 基因被檢測到 qRT PCR驗證與轉錄組分析結果一致 結論 鐵皮石斛的多糖 生物堿 黃酮合成路徑上 的71個差異表達基因參與了低溫脅迫的響應 從而對鐵皮石斛藥材品質產生影響 其中 黃酮類物質可能在 鐵皮石斛低溫耐受過程中發(fā)揮重要作用 關鍵詞 鐵皮石斛 低溫脅迫 藥材品質 差異表達基因 黃酮 轉錄組學 中圖分類號 S567 239文獻標識碼 A文章編號 1001 3601 2025 01 0013 0097 09 Transcriptomics Study on Influencing Mechanism of Low Temperature on Active Components Synthesis in Dendrobium officinale WANG Xiaozhong1 MA Yan1 REN Deqiang2 1 Guanling Bureau of Agricultural and Rural Affairs Guanling Guizhou 561300 2 Guizhou University of Traditional Chinese Medicine Guiyang Guizhou 550025 China Abstract Objective The differential expression genes in the synthesis pathway of polysaccharides alkaloids and flavonoids of Dendrobium officinale under low temperature condition were explored which provided the theoretical basis for studying the influencing mechanism of low temperature stress to the active components synthesis of D officinale Method Illumina NovaseqTM 6000 sequencing technology was used to perform transcriptome sequencing of D officinale leaves under low temperature stress The sequences obtained by Cutadapt were filtered and assembled to obtain the clean data The differential expression genes were screened with log2Fold Change Treatment Control 1 and FDR 0 001 as parameters The differential expression genes were annotated by referring to the genome Swissprot database and Uniprot database and the differential expression genes were enriched and analyzed by GO and KEGG databases Result A total of 46 85 Gb data were obtained by sequencing 1 815 differential expression genes involved in the response of low temperature stress process of which 1 281 genes were up regulated and 534 genes were down regulated 12 6 and 53 differential expression genes in the synthesis pathway of polysaccharides alkaloids and flavonoids were detected respectively qRT PCR verification was consistent with transcriptome analysis results Conclusion A total of 71 differential expression genes in the synthesis pathway of polysaccharides alkaloids and flavonoids of D officinale involved in the response to low temperature stress thus affecting the quality of D officinale Flavonoids may play an important role in the process of low temperature tolerance of D officinale Key words Dendrobium officinale low temperature stress quality of medicinal material differential expression genes flavonoids transcriptome 收稿日期 2024 06 06 基金項目 貴州省科技廳基礎研究計劃項目 重點大品種鐵皮石斛低溫脅迫響應機制及耐寒品種分子標記輔助選擇研究 黔科合基礎 ZK 2022 一般481 貴州中醫(yī)藥大學博士啟動資金項目 鐵皮石斛全基因組SSR標記的開發(fā)及種質資源遺傳多樣性分析 貴中醫(yī)博士啟動 2019 067 作者簡介 王小仲 1981 男 高級農藝師 碩士 從事中藥材資源與產業(yè)發(fā)展研究及農業(yè)技術推廣工作 E mail 463500237 通信作者 馬 艷 1978 女 高級農藝師 從事中藥材資源與產業(yè)發(fā)展研究及農業(yè)技術推廣工作 E mail 506601392 貴州農業(yè)科學 Guizhou Agricultural Sciences 2025 53 1 97 105 DOI 10 3969 j issn 1001 3601 2025 01 013 0 引言 研究意義 鐵皮石斛 Dendrobium officinale Kimura et Migo 為蘭科石斛屬多年 生草本植物 是傳統(tǒng)名貴中藥材 1 具有較高 的經(jīng)濟和藥用價值 但不耐低溫 低溫是影 響植物區(qū)域分布和生長發(fā)育主要環(huán)境因子 隨著鐵皮石斛種植在我國不斷北移及向高 海拔地區(qū)推廣擴大 低溫對鐵皮石斛活性成 分合成及藥材品質的影響機制逐漸成為研 究熱點 前人研究進展 現(xiàn)代研究表明 植物的低溫脅迫響應是多基因控制的復雜 性狀 轉錄組學是挖掘重要性狀基因 揭示 關鍵機制的有效技術手段 植物遭受冷脅迫 時 通過誘導相關基因的大量表達 糖醇 特殊氨基酸 甘氨酸 甜菜堿及脯氨酸等小 分子質量的滲透調節(jié)物質積累增加 使?jié)B透 壓平衡維持 降低植物水勢 從而避免或者 減少低溫造成的傷害 因而 轉錄組測序技 術逐漸成為研究藥用植物天然活性成分生 物合成相關功能基因挖掘及其表達規(guī)律的 重要手段 如在鐵皮石斛 2 八爪金龍 3 五 倍子 4 萱草 5 山銀花 6 等的藥用次生代謝 產物合成調控機制研究中得到廣泛應用 鐵皮石斛中多糖 生物堿 黃酮類等活性成 分決定其藥材品質 而且多糖 生物堿及黃 酮類化合物在鐵皮石斛低溫耐受過程中發(fā) 揮著十分重要的作用 黃酮類作為植物次 生代謝產物的重要成分 在低溫脅迫下變化 顯著 桃樹葉低溫脅迫下類黃酮代謝相關 的黃酮醇及衍生物含量和抗氧化能力顯著 提高 7 植物受低溫脅迫時 通過增加膜脂 中亞麻酸 油酸和磷脂等不飽和脂肪酸含 量增加保持細胞膜的流動性 維持細胞正常 生理功能 百香果低溫脅迫后其茉莉酸代 謝途徑相關基因AOC AOS JAR1 MYC2 PYL和JAZ均上調表達 COI1的表達水平呈 下調趨勢 8 同時植物通過積累碳水化合物 抵御嚴寒 如巨桉在4 低溫條件下葉片中 可溶性糖含量逐漸增加 參與細胞壁成分構 成的阿拉伯糖 半乳糖等也有所增加 9 研 究切入點 鐵皮石斛不同種源的耐低溫特 性差異明顯 其中 浙江種源抗寒性最好 低 溫條件下植株具有更高的多糖含量 鐵皮石 斛在低溫條件下抗壞血酸過氧化物酶 丙 二醛和脯氨酸含量也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性 2 然而 低溫條件對鐵皮石斛活性成分合成的 影響機制尚未闡明 亟待開展相關研究 擬 解決的關鍵問題 利用轉錄組測序手段 挖 掘低溫條件下鐵皮石斛多糖 生物堿 黃酮 合成路徑上的差異表達基因 為揭示低溫對 鐵皮石斛活性成分合成的影響機制提供理 論參考 1 材料與方法 1 1 材料 供試鐵皮石斛為森山1號 選取生長一 致的組培材料作處理組和對照組 各2瓶 處理組進行4 低溫脅迫處理 每隔24 h 處理組和對照組 常溫25 取鮮嫩葉1次 液氮快速冷凍后保存于 70 超低溫冰箱 備用 1 2 方法 1 2 1 RNA的提取及測序 將樣品放在冰 上融化后粉碎 充分混勻并離心 去上清液 用Trizol試劑分離提取總RNA 用 Oligotex mRNA 試劑盒對RNA進行純化 利用Aglient 2 100檢測RNA樣品的濃度和完整性 6個 鐵皮石斛RNA樣品均滿足轉錄組測序的建 庫要求 RNA樣品送至聯(lián)川生物科技有限 公司 使用Illumina Novaseq 60 000進行轉 錄組測序 對轉錄組測序得到的原始測序數(shù)據(jù) Raw Reads 進行數(shù)據(jù)過濾 經(jīng)去接頭 對 Ns 無法確定堿基信息 比例大于10 的讀 長片段 低質量讀長片段 質量值Qphred 20的堿基數(shù)占整個讀長片段50 以上的讀 長片段 的過濾 利用Cutadapt對有效序列 進行重頭組裝 用Cd hit去除完全一樣的序 列 然后使用Tgicl進行聚類 合并相似度大 98 貴 州 農 業(yè) 科 學 于90 重疊序列長度大于35的序列 最后 得到基因序列 1 2 2 Gene的注釋和分類 根據(jù)處理組和 對照組的轉錄組測序結果中每個基因的 表達量 選擇log2Fold Change Treatment Cont rol 1 且FDR 0 001的作為參數(shù)篩選得到 差異表達基因 通過參考基因組 Swissprot 數(shù)據(jù)庫 Uniprot數(shù)據(jù)庫對差異表達基因進 行注釋 1 2 3 差異基因的qRT PCR熒光定量分析 以Actin蛋白為內參 參照趙俊等 10 的方 法進行差異基因的qRT PCR熒光定量分析 PCR反應程序 95 預變性30 s 94 變性 5 s 56 60 退火10 s 72 延伸13 s 共 42個循環(huán) 每個處理分別執(zhí)行3次生物學 重復 每個反應分別做3個重復 反應結束 后分析溶解曲線和熒光曲線 1 3 數(shù)據(jù)處理 以Actin蛋白為對照 Ct值取平均值 采 用2 Ct算法分析試驗結果 2 結果與分析 2 1 鐵皮石斛差異基因表達 鐵皮石斛RNA樣品測序共計產生46 85 Gb 的數(shù)據(jù) 在處理組 4 低溫 和對照組 常 溫25 分別得到23 62 Gb和23 23 Gb測序 數(shù)據(jù) Raw data 經(jīng)過濾 處理組和對照組 分別得到20 67 Gb和20 65 Gb的可讀片段 表1 表 1 轉錄組測序所有樣品的數(shù)據(jù)量統(tǒng)計 Table 1 Statistics of all samples of transcriptome sequencing 組別 Group 樣本 Sample 原始數(shù)據(jù) Gb Raw data 有效序列 Gb Clean data 有效率 Valid ratio GC含量 GC content 對照 CK DE C 1 7 97 7 04 88 28 46 00 DE C 2 7 60 6 93 91 19 46 50 DE C 3 7 66 6 68 87 26 46 00 處理 Treatment DE T 1 7 82 6 79 86 84 46 00 DE T 2 8 05 7 30 90 70 46 00 DE T 3 7 75 6 58 84 89 46 00 經(jīng)分析 共得到1 815個差異表達基因 其中 1 281個基因表達上調 534個基因表 達下調 圖1 通過參考基因組 Swissprot 數(shù)據(jù)庫 Uniprot數(shù)據(jù)庫對差異表達基因進 行注釋 差異表達基因均能被注釋 圖2 2 2 GO富集分析 對鐵皮石斛差異表達基因進行GO富集 分析 E 值 10 5 其中 1 630個基因被富集 到不同生物過程中 差異表達基因被富集 到的生物過程分為1 525類 圖3 其中 主 要富集到細胞核 Nucleus 32 3 細胞膜 Plasma membrane 16 9 其次為細胞膜組 成分 Integral component of membrane 14 9 分子功能 Molecular function 14 1 生物 過程 Biological process 25 9 在分子功能 過程中 差異表達基因還被富集到分子功能 Molecular function 46 6 轉錄因子活性 Transcription factor activity 34 4 ATP結 合 ATP binding 27 9 DNA結合 DNA binding 27 9 GO功能分類提供了基因 主要參與的生物學過程和相關功能 為后續(xù) 進一步篩選目的基因提供了信息 1 500 1 000 500 0 轉錄組數(shù)量 個 Number of transcripts DE TVSDE C Up Down1 281 534 圖 1 鐵皮石斛低溫脅迫處理差異表達基因 Fig 1 The differential expression genes in D officinale under low temperature stress 1 期王小仲 等 低溫對鐵皮石斛活性成分合成影響機制的轉錄組學研究 99 2 3 KEGG代謝通路富集 鐵皮石斛1 815個差異表達基因進行 KEGG顯著性富集分析 可注釋到的差異表 達基因被富集到121個代謝通路中 不同的 代謝通路富集到的基因為1 151個 圖4 差異基因顯著富集途徑主要有2個 其中 植物 病原菌互作 Plant pathogen interaction 差異基因151個 占16 5 植物荷爾蒙信號 轉導途徑 Plant hormone signal transduction 120個 占13 1 淀粉和糖類代謝 Starch 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 5 1 0 DE T 1 DE T 2 DE T 3 DE C 1 DE C 2 DE C 3 圖 2 鐵皮石斛低溫脅迫處理差異表達基因熱圖 Fig 2 Heat map of differential expression genes in D officinale under low temperature stress 100 貴 州 農 業(yè) 科 學 and sucrose metabolism 差異表達基因有73個 占8 0 氨基糖和核苷酸糖代謝 Amino sugar and nucleotide sugar metabolism 有42個 占4 6 苯丙烷生物合成 Phenylpropanoid biosynthesis 有35個 占3 8 除以上代謝途徑以外 內吞作用 Endo cytosis 內質網(wǎng)的蛋白質加工 Protein proc essing in endoplasmic reticulum 類黃酮生物 合成 Flavonoid biosynthesis 晝夜節(jié)律 植物 Circadian rhythm plant 磷脂酰肌醇信號系 生物過程轉錄調控 轉錄 蛋白質磷酸化 防御反應 氧化還原過程蛋白質泛素化對傷害的反應 對幾丁質的反應對脫落酸的反應 對寒冷的反應 對鹽脅迫的反應 細胞壁組織 對鎘離子的發(fā)應多細胞生物發(fā)育 對缺水的反應 脫落酸激活的信號通路 對真菌的防御反應 對生長素的反應 信號轉導 次生代謝產物生物合成過程 蛋白水解 乙烯激活的信號通路類黃酮生物合成過程 磷酸化 對光刺激的反應對水楊酸的反應 對細菌的防御反應 核 質膜 膜的組成部分 細胞質葉綠體 細胞外區(qū)胞質溶膠 線粒體 膜 胞間連絲高爾基體 細胞壁 質膜的組成部分 內質網(wǎng)質外體 分子功能 轉錄因子活性 序列特異性 DNA 結合 ATP 結合 DNA 結合 蛋白質結合 蛋白質絲氨酸 蘇氨酸激酶活性 金屬離子結合 激酶活性 鋅離子結合 序列特異性 DNA 結合 500 400 300 200 100 0 數(shù)量 類 Quantity Biological process Cellular component Molecular function Ontology GO富集分析 Go enrichment analysis 圖 3 鐵皮石斛低溫脅迫差異基因的GO富集 Fig 3 Go enrichment of differential genes in D officinale under low temperature stress 植物 病原相互作用 植物激素信號轉導 黃酮生物合成 光合作用 天線蛋白 黃酮和黃酮醇的生物合成 二苯乙烯類 二芳基庚類和姜辣素的生物合成 晝夜節(jié)律植物 亞油酸代謝 咖啡因代謝 色氨酸代謝 檸檬烯和蒎烯降解 苯丙素生物合成 淀粉和蔗糖代謝 其他聚糖降解 糖胺聚糖降解 異黃酮生物合成 鞘糖脂生物合成 乳糖和新乳糖系列 自噬的調節(jié) 脂肪酸伸長 鞘脂代謝 0 1 0 2 0 3 0 4 基因數(shù) 50 100 150 p value 0 125 0 100 0 075 0 050 0 025 圖 4 差異基因的KEGG代謝通路富集 Fig 4 Enrichment of KEGG metabolic pathway of differential genes 1 期王小仲 等 低溫對鐵皮石斛活性成分合成影響機制的轉錄組學研究 101 統(tǒng) Phosphatidylinositol signaling system 戊糖 和葡萄糖醛酸的相互轉化 Pentose and glucur onate interconversions 碳代謝 Carbon meta bolism 色氨酸代謝 Tryptophan metabolism 甘油酯代謝 Glycerolipid metabolism 半乳 糖代謝 Galactose metabolism 氨基酸生物 合成 Biosynthesis of amino acids 等也參與了 低溫脅迫的響應 2 4 低溫脅迫處理鐵皮石斛多糖 生物堿 黃酮代謝通路 低溫脅迫鐵皮石斛 經(jīng)轉錄組分析 共 檢測到12個多糖 6個生物堿 53個黃酮合 成路徑上的差異表達基因 圖5 60 40 20 0 生物堿多糖黃酮 上調 下調 差異表達基因數(shù) 個 Dif ferential expression gene 藥效成分 Active component 圖 5 鐵皮石斛藥效成分合成路徑差異表達調控基因 Fig 5 The differential expression regulatory genes in the synthetic pathway of medicinal components of D officinale 多糖類化合物是鐵皮石斛植物內主要 活性成分之一 其生物合成受溫度影響較大 通過低溫脅迫下對鐵皮石斛進行轉錄組測 序 發(fā)現(xiàn)12個基因參與多糖類化合物的低 溫響應 其中 9個上調 3個下調 CSLD3 GATL9基因上調尤為顯著 GO富集分析發(fā) 現(xiàn) CSLD3 GATL9基因均參與多糖生物合 成過程 GO 0000271 轉移酶活性 轉移糖 基 GO 0016757 其中 CSLD3基因還參與 冷響應 GO 00009409 甘露聚糖合酶活性 GO 0051753 纖維素合酶活性 GO 0016 759 纖維素合酶 UDP形成 活性 GO 0016 760 纖維素生物合成過程 GO 0030244 細胞壁組織 GO 0071555 等 KEGG富集分 析發(fā)現(xiàn) CSLD3 GATL9基因均參與淀粉和 蔗糖代謝 K00500 氨基糖和核苷酸糖代 謝 K00520 生物堿也是鐵皮石斛植物內生物堿類 活性成分 其生物合成亦受溫度影響 6個 基因參與生物堿類化合物的低溫響應 其中 5個上調 1個下調 TYDC2基因上調尤為顯 著 GO富集分析發(fā)現(xiàn) 5個上調基因中 TYDC2基因參與生物堿合成有酪氨酸脫羧 酶活性 GO 0004837 細胞氨基酸代謝過程 GO 0006520 L 苯丙氨酸分解代謝過程 GO 0006559 磷酸吡哆醛結合 GO 000301 苯乙醛合酶活性 GO 990055 等多個生物合 成 下調基因MA16 Dca002252參與調控分 子功能 GO 0003674 細胞成分 GO 000 5575 生物過程 GO 0008150 等 KEGG富 集分析發(fā)現(xiàn) 下調基因MA16 Dca002252參 與酪氨酸代謝 K00350 異喹啉生物堿生 物合成 K00950 等 黃酮類化合物作為植物內常見化合物 其生物合成受溫度的影響較大 鐵皮石斛中 黃酮類化合物也是其活性成分之一 其參與 低溫響應的基因有53個差異基因得到表達 其中 上調基因40個 下調基因13個 上調 基因中UGT73C4 ACT 2 MA16 Dca009088 尤為顯著 下調基因中TKPR1尤為顯著 GO富集分析發(fā)現(xiàn) 上調基因UGT73C4 MA16 Dca009088均參與類黃酮生物合成過 程 GO 0009813 細胞內膜結合的細胞器 GO 0043231 類黃酮葡萄糖醛酸化 GO 0052696 槲皮素3 O 葡萄糖基轉移酶活性 GO 0080043 葡萄糖基轉移酶活性 GO 008004 ACT 2基因參與胍丁胺N4 香豆酰 轉移酶活性 GO 0047634 下調基因TKPR1 參與蛋白質結合 GO 0005515 細胞核 GO 0005634 內質網(wǎng) GO 0005783 花粉發(fā)育 GO 0009555 花粉外壁形成 GO 0010584 氧化還原酶活性 GO 0016491 種子發(fā)育 GO 0048316 輔酶結合 GO 0050662 氧 102 貴 州 農 業(yè) 科 學 化還原過程 GO 0055114 孢粉生物合成過 程 GO 0080110 KEGG富集分析發(fā)現(xiàn) UGT 73C4基因參與黃酮和黃酮化生物合成 K00944 ACT 2基因參與K00940 苯丙烷 生物合成 K00945 芪類 二芳基庚烷和姜 酚生物合成 K00941 類黃酮生物合成 MA16 Dca009088基因參與類胡蘿卜素生物 合成 K00906 2 5 差異表達基因qRT PCR熒光定量 選取特異參與到低溫條件下鐵皮石斛 多糖 生物堿 黃酮合成路徑中的6個重要 差異表達基因 5個上調基因 1個下調基 因 進行qRT PCR分析驗證 如圖6所示 MA16 Dca021921 RLK1 12倍 MA16 Dca 021379 TYDC2 11倍 MA16 Dca002818 GLC1 83倍 MA16 Dca008721 CYP93A1 8倍 MA16 Dca015800 BHLH4 21倍 5個 基因表達水平均顯著上調 MA16 Dca 027206 CSLG3 201倍 下調表達 與轉錄組 分析結果一致 但在差異倍數(shù)上有差異 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 C T MA16 Dca021379 2 000 1 500 1 000 500 0 C T MA16 Dca008721 30 000 20 000 10 000 0 C T MA16 Dca002818 8 000 6 000 4 000 2 000 0 C T MA16 Dca015800 4 000 3 000 2 000 1 000 0 C T MA16 Dca021921 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 C T MA16 Dca027206 C T C T C T C T C T C T 圖 6 鐵皮石斛冷脅迫差異表達基因的qRT PCR驗證 Fig 6 Verification of differential expression genes in D officinale under cold stress by qRT PCR 3 討論 鐵皮石斛在冷馴化過程通過激活高能 量需求的糖水解 氨基酸分解代謝和檸檬 酸循環(huán)等途徑提高鐵皮石斛的抗寒性 復雜 調控過程需要信號的轉導 逆境響應相關 基因表達的啟動以及抗逆相關代謝反應的 誘發(fā)等基因大量表達 研究表明 低溫脅迫 下 鐵皮石斛的多糖 黃酮 生物堿等次生 代謝產物合成增加 鐵皮石斛多糖的組成 和調控十分復雜 本研究在鐵皮石斛低溫脅 迫下挖掘出參與多糖合成的基因家族有 UAM UGP RHM SPS CSLA和PGM GAPDH 分別參與了細胞壁多糖和糖蛋白 甘露糖 蔗糖 淀粉 纖維素 半纖維素以及其他寡 糖和葡萄糖基的生物合成 參與到多糖類的 合成代謝中 與佟巖等 11 的研究結果一致 另外 本研究還發(fā)現(xiàn)了CSLD GATL GLC GT CSLG GATL CSLE等基因家族參與鐵 1 期王小仲 等 低溫對鐵皮石斛活性成分合成影響機制的轉錄組學研究 103 皮石斛低溫脅迫下多糖合成的響應 相關基 因的作用機制有待進一步研究 黃酮類化合物在抵抗生物和非生物脅 迫的保護劑功能 吸引授粉者的視覺信號 以及植物激素活性的調節(jié)過程中發(fā)揮重要 作用 本研究挖掘出黃酮類化合物合成路徑 上參與響應的基因共53個 有UGT CYP CXE GT ACT BHLH等基因家族 顯示黃酮類可 能在鐵皮石斛低溫脅迫響應過程中發(fā)揮十 分重要的作用 植物家族1 UDP 糖基轉移 酶 UGTs 是植物中最大的GT家族 負責將 糖部分轉移到多種小分子上 并控制許多代 謝過程 但其在植物中的生理學意義是未知 的 LI等 12 13 研究揭示了UGT79B2和UGT 79B3擬南芥糖基轉移酶基因可被各種非生 物脅迫強烈誘導 包括冷 鹽和干旱脅迫 UGT79B2 B3的過量表達顯著增強植物對低 溫以及干旱和鹽脅迫的耐受性 而由RNAi RNA干擾 和CRISPR Cas9策略產生的UGT 79b2 b3雙突變體更易受不利條件的影響 UGT79B2和UGT79B3被鑒定為花青素鼠李 糖基轉移酶 受CBF1 CRT DRE結合因子1 也稱為DREB1B 調節(jié) 并通過調節(jié)花青素 積累賦予非生物脅迫耐受性 生物堿類化合物在抵御非生物脅迫下 發(fā)揮著重要作用 研究表明 鐵皮石斛低溫 脅迫下生物堿類代謝產物主要由TYDC SD RLK等基因家族共同調控 酪氨酸脫羧酶 TYDC 在植物中參與合成許多具有臨床藥 用價值的芐基異喹啉類生物堿 BIAs 位于 BIAs生物合成的初始位置 其在合成BIAs 過程中發(fā)揮重要作用 通過博落回轉錄組 數(shù)據(jù)篩選到1個博落回TYDC McTYDC2 候 選基因 其表達規(guī)律與博落回中BIAs代謝 規(guī)律相符 14 本研究共挖掘12個多糖 6個生物堿類 53個黃酮類合成路徑上的差異表達基因參 與了鐵皮石斛低溫脅迫的響應 相關基因功 能和機制仍待進一步研究 表明 轉錄組測 序是挖掘和揭示植物抗逆機制的有效手段 相關研究結果可為鐵皮石斛低溫脅迫相關 研究提供參考 4 結論 研究對2組生長一致的鐵皮石斛鮮嫩葉 在低溫處理及常溫對照條件下進行轉錄組 測序和分析 共得到71個差異表達基因參 與到鐵皮石斛低溫脅迫的響應中 從而對鐵 皮石斛的品質產生影響 其中黃酮類成分可 能發(fā)揮十分重要的作用 相關基因的功能和 機制有待進一步研究 參考文獻 References 殷維 黃曉聰 鐵皮石斛 中華九大仙草之首 J 中南藥學 用藥與健康 2017 3 8 13 YIN W HUANG X C Dendrobium officinale the leader of the nine immortal herbs in China J Central South Pharma cy 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