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艾纳香(Blumea balsamifera L.DC)为菊科艾纳香属多年生木质草本植物,最早记载于公元741年(唐开元二十九年)陈藏器所编著《本草拾遗》,此后宋代刘翰等编著《开宝本草》(公元973-974年)也曾记载。艾纳香以根、嫩枝、叶入药,其性微温,味辛、微苦,具有祛风消肿、活血散瘀之功效,可用于治疗感冒、风湿性关节炎、产后风痛、痛经;外伤跌打等。主要分布于我国海南、贵州、广西、广东、云南、台湾等省。虽然,关于艾纳香中挥发油及生物碱的含量及在不同栽培环境、措施及品种间有一定的报道,但是目前的研究均未能揭示艾纳香生长发育规律与活性成分的形成和积累的关系,以及外界激素等诱导因子处理下活性物质积累的响应规律,更不能从本质上揭示活性物质的生物合成机制、代谢调控途径及调控水平。为此,本课题采用转录组测序的方法,挖掘萜类化合物代谢途径上的相关基因。根据系统发育分析和同源性比较,筛选代谢途径中的限速酶基因,采用体外施用信号分子(MeJA、SA等)的方法,检测主要活性成分L-龙脑的响应规律,同时检测萜类代谢途径中各基因的转录水平。本课题的研究内容主要包括:1.以不同浓度的茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)作为外源诱导剂处理艾纳香叶片,综合左旋龙脑含量、抗氧化酶活力以及叶片外观改变三个方面,优选最适浓度的外源诱导剂,试验结果表明,浓度为1mmol/L的MeJA为最佳诱导剂。2.艾纳香叶片转录组测序。对原始数据进行除杂之后,共获得98341536个reads片段,包含了8477385401个核苷酸序列信息;将质控后得到的高质量序列进行de novo拼接,得到了100341个Unigene片段。Unigene和COG数据库进行比对表明,艾纳香的花和叶转录组中的Unigene根据功能可以大致分为25类;根据GO功能大致可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类43分支;利用KEGG数据库作为参考,依据代谢通路可以将转录组中的数据分成111类,包括生化代谢通路、植物病原体互作、DNA剪切、植物激素生物合成、苯丙氨酸生物合成、萜类化合物与类固醇类化合物合成、脂类代谢、RNA降解等。3.萜类合成基因的克隆。基于转录组测序结果,设计特异引物并结合RACE技术,克隆到GPPS基因和GGPS基因的全长序列,并作了生物信息学分析。4.设计特异引物,通过q-PCR技术检测GPPS基因与TPS基因表达对1mmol/L的MeJA溶液处理的响应。结果表明,GPPS基因与TPS基因在MeJA处理后的24h到48h均出现表达上调,48h之后表达量下降。