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NO是介导植物细胞次生代谢物合成的一种必需信号分子,蛋白质巯基亚硝基化是NO介导的蛋白翻译后修饰之一,也是NO发挥其信号转导作用的重要途径。NO介导的蛋白巯基亚硝基化是否参与了白桦三萜的积累还未见报道。为此,本研究一方面以白桦悬浮细胞为材料,研究NO与H2S互作对白桦三萜积累的影响;另一方面,通过白桦GSNOR基因沉默转基因植株的转录组分析进一步揭示NO介导的蛋白质巯基亚硝基化对白桦三萜代谢的影响。主要结果如下:1.内源NO/H2S介导H2S/NO促进三萜积累的研究将H2S供体NaHS及其抑制剂羟胺(NH2OH)、NO供体硝普钠(SNP)及一氧化氮合酶抑制剂(L-NAME)分别添加到培养8d的白桦悬浮培养体系中处理2d,分析H2S含量,H2S合成关键酶活性,NO含量,NO合成关键酶活性及白桦酯醇含量的变化。研究发现,外源H2S促进内源NO与白桦酯醇的积累,其中NO含量比对照增加了60.84%,白桦酯醇含量比对照增加了 71.03%;外源NO同样促进了内源H2S与白桦酯醇的积累,H2S含量比对照增加了 28.23%,白桦酯醇含量比对照增加了 234.41%;SNP与NH2OH处理相比于SNP单独处理下H2S和白桦酯醇含量下降,NaHS与L-NAME处理相比于NaHS单独处理下NO与白桦酯醇无显著差异。由此推断,内源NO与H2S互作参与了白桦三萜的合成。2.白桦GSNOR基因沉默转基因植株差异表达基因以白桦野生型组培苗与GSNOR沉默转基因植株为实验材料,利用Illumina高通量测序技术,进行了转录组测序和De novo组装,并对得到的Unigene进行了功能注释、分类及代谢通路分析,结果表明:得到N50值为1,753bp、平均长度为950bp的白桦Unigene共61,136条。将其与Nr、KEGG、Swiss-Prot和COG/KOG数据库比对后发现有31,803个Unigene获得注释。白桦GSNOR转基因植株中差异表达的基因共有7038个,表达量上调基因为3,464个,表达量下调基因为3,574个。选取与白桦GSNOR基因相关性达到0.99以上的Unigene进行分析,结果表明,与GSNOR呈现显著负相关的基因少于呈现显著正相关的基因,且多来自于转录因子家族,包括NAC,bZIP,MYB,bHLH,ABC,而与GSNOR呈现显著正相关的基因多来自于核酸代谢与氨基酸代谢,除此之外还与多种含氮化合物的代谢呈显著正相关,包括硝酸还原酶与苯丙酸。根据GSNOR与三萜合成相关Unigene的相关性分析,环阿齐醇合成酶与GSNOR相关性为0.8,而β-香树脂醇合成酶与GSNOR相关性为0.5。3.NO介导的蛋白亚硝基化对白桦三萜积累的影响进一步对差异倍数大于10的510个Unigene进行分析,其中下调的Unigene有472个,主要多分布于抗病蛋白中;上调的Unigene有38个,主要多分布于细胞色素P450家族与三萜合成途径中。通过实时荧光定量PCR证实三萜合成关键酶基因FPPS、LUS、CAS2、VIT表达趋势与转录组测序相同,均为上升趋势,并且通过比色法测定的三萜总含量趋势也与转录组表达水平一致。由此推断,NO介导的蛋白亚硝基化参与了白桦三萜的累积。