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小檗碱是一种常见的季铵类异喹啉类生物碱。本文以拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）为实验材料，利用RNA-Seq和蛋白iTRAQ技术进行研究，在此基础上，主要以thalianol基因簇和marneral基因簇为研究对象，探讨了小檗碱最早响应的分子作用靶标，以期阐明小檗碱的除草作用机理。
为了深入了解小檗碱对植物根部的抑制作用，确定小檗碱作用的最低浓度和最早时间点，利用DR5-GFP拟南芥转基因材料，以小檗碱对拟南芥鲜重和根长抑制率的IC50为基础（分别是6 mg·L-1和0.25 mg·L-1），分别用0.25 mg·L-1小檗碱处理生长7 d的拟南芥2 h，2.5 h，3 h，用6 mg·L-1小檗碱处理0.5 h，1 h，通过激光共聚焦观察生长素的分布情况。结果发现，0.25 mg·L-1小檗碱处理拟南芥根，处理后3 h开始对生长素的分布产生影响；6 mg·L-1小檗碱处理拟南芥根，处理后1 h开始对生长素的分布产生影响。
为了进一步从分子水平上揭示小檗碱的作用机制，找出小檗碱最早响应的分子靶标，本研究通过RNA-Seq和蛋白iTRAQ技术，对小檗碱作用的相关分子机制进行了挖掘和分析。RNA-Seq结果中，共筛选出825个差异表达基因，有422个上调的基因和403个下调的基因，其中下调基因为本研究的关注对象。结合基因功能注释，差异表达基因GO功能分析和KEGG Pathway功能分析，有20个差异显著的代谢途径（P＜0.05），且有13个为差异极显著的代谢途径（P＜0.01）。在这些差异极显著的代谢途径中，倍半萜和三萜类生物合成（sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis）通路是本文的重点研究对象。这个通路共有59个基因，占所有通路注释基因的0.31%，其中差异表达基因有6个，占所有差异表达基因的1.03%。而thalianol基因簇和marneral基因簇是本研究中筛选出的小檗碱分子作用靶标；thalianol基因簇包含thas， thah，thad，ACT这四个基因，marneral基因簇包含MRN1，mro，CYP705A12这三个基因。
蛋白iTRAQ分析结果中，有646个差异表达的蛋白，其中上调蛋白236个，下调蛋白410个，结合蛋白功能注释，差异表达蛋白GO功能分析和KEGG Pathway功能分析，有 12 个差异显著的代谢途径，且差异表达蛋白在嘌呤代谢（ purine metabolism），淀粉和蔗糖代谢（starch and sucrose metabolism）和嘧啶代谢（pyrimidine metabolism）这些通路中含量最多。
为了进一步从基因水平上验证小檗碱响应的最低浓度，以野生型拟南芥为材料，用0.25 mg·L-1 分别处理0 h，0.5 h，1 h，1.5 h，2 h，2.5 h，3 h，3.5 h和4 h，通过RT-PCR，观察thas，thah和thad的基因表达量，结果发现，这三个基因均在3 h时表达量最低，分别为0.22，0.03和0.13。与激光共聚焦观察DR5-GFP生长素的分布情况得出的结果一致。
利用野生型拟南芥，和七种T-DNA插入突变体：thas突变体，thah1-2突变体， thad1-1突变体，ACT突变体，MRN1突变体，mro突变体和CYP705A12突变体，分别用0.25 mg·L-1 ， 6 mg·L-1小檗碱处理生长7 d的拟南芥根部，并取其根部进行RT-PCR，结果发现，用0.25 mg·L-1小檗碱处理3 h后，thas，thah，thad，ACT，MRN1， mro，CYP705A12，这七个基因在这八种拟南芥中，表达量均明显降低，这说明，thalianol基因簇和marneral基因簇是小檗碱最早响应的一个靶标。
利用野生型、thas突变体、thah1-2突变体、thad1-1突变体、ACT突变体、MRN1突变体、mro突变体和CYP705A12突变体这八种拟南芥，分别用0.25 mg·L-1和6 mg·L-1小檗碱处理7 d和14 d，结果发现，7 d时，在0.25 mg·L-1和6 mg·L-1小檗碱作用下， thah1-2和thad1-1突变体的根比野生型拟南芥的根明显增长，14 d时，thah1-2突变体的根在0.25 mg·L-1时仍然表现出了比野生型拟南芥明显增长的现象。
对这两个基因簇的上游调控基因arp6和hta9进行了RT-PCR，发现和对照组相比，在小檗碱的作用下其表达量没有变化，这说明小檗碱没有影响到thalianol和marneral基因簇的上游调控因子。
综上所述，thah和thad基因是小檗碱在thalianol基因簇中主要的初始作用位点。小檗碱对植物根部的基因作用位点之一是倍半萜和三萜类生物合成（sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis）通路中的thalianol基因簇和marneral基因簇，主要是通过抑制thah和thad基因的表达，影响其正常代谢途径，导致积累有害中间体，从而对植株造成伤害。但没有影响到这两个基因簇的上游调控因子。
为了深入了解小檗碱对植物根部的抑制作用，确定小檗碱作用的最低浓度和最早时间点，利用DR5-GFP拟南芥转基因材料，以小檗碱对拟南芥鲜重和根长抑制率的IC50为基础（分别是6 mg·L-1和0.25 mg·L-1），分别用0.25 mg·L-1小檗碱处理生长7 d的拟南芥2 h，2.5 h，3 h，用6 mg·L-1小檗碱处理0.5 h，1 h，通过激光共聚焦观察生长素的分布情况。结果发现，0.25 mg·L-1小檗碱处理拟南芥根，处理后3 h开始对生长素的分布产生影响；6 mg·L-1小檗碱处理拟南芥根，处理后1 h开始对生长素的分布产生影响。
为了进一步从分子水平上揭示小檗碱的作用机制，找出小檗碱最早响应的分子靶标，本研究通过RNA-Seq和蛋白iTRAQ技术，对小檗碱作用的相关分子机制进行了挖掘和分析。RNA-Seq结果中，共筛选出825个差异表达基因，有422个上调的基因和403个下调的基因，其中下调基因为本研究的关注对象。结合基因功能注释，差异表达基因GO功能分析和KEGG Pathway功能分析，有20个差异显著的代谢途径（P＜0.05），且有13个为差异极显著的代谢途径（P＜0.01）。在这些差异极显著的代谢途径中，倍半萜和三萜类生物合成（sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis）通路是本文的重点研究对象。这个通路共有59个基因，占所有通路注释基因的0.31%，其中差异表达基因有6个，占所有差异表达基因的1.03%。而thalianol基因簇和marneral基因簇是本研究中筛选出的小檗碱分子作用靶标；thalianol基因簇包含thas， thah，thad，ACT这四个基因，marneral基因簇包含MRN1，mro，CYP705A12这三个基因。
蛋白iTRAQ分析结果中，有646个差异表达的蛋白，其中上调蛋白236个，下调蛋白410个，结合蛋白功能注释，差异表达蛋白GO功能分析和KEGG Pathway功能分析，有 12 个差异显著的代谢途径，且差异表达蛋白在嘌呤代谢（ purine metabolism），淀粉和蔗糖代谢（starch and sucrose metabolism）和嘧啶代谢（pyrimidine metabolism）这些通路中含量最多。
为了进一步从基因水平上验证小檗碱响应的最低浓度，以野生型拟南芥为材料，用0.25 mg·L-1 分别处理0 h，0.5 h，1 h，1.5 h，2 h，2.5 h，3 h，3.5 h和4 h，通过RT-PCR，观察thas，thah和thad的基因表达量，结果发现，这三个基因均在3 h时表达量最低，分别为0.22，0.03和0.13。与激光共聚焦观察DR5-GFP生长素的分布情况得出的结果一致。
利用野生型拟南芥，和七种T-DNA插入突变体：thas突变体，thah1-2突变体， thad1-1突变体，ACT突变体，MRN1突变体，mro突变体和CYP705A12突变体，分别用0.25 mg·L-1 ， 6 mg·L-1小檗碱处理生长7 d的拟南芥根部，并取其根部进行RT-PCR，结果发现，用0.25 mg·L-1小檗碱处理3 h后，thas，thah，thad，ACT，MRN1， mro，CYP705A12，这七个基因在这八种拟南芥中，表达量均明显降低，这说明，thalianol基因簇和marneral基因簇是小檗碱最早响应的一个靶标。
利用野生型、thas突变体、thah1-2突变体、thad1-1突变体、ACT突变体、MRN1突变体、mro突变体和CYP705A12突变体这八种拟南芥，分别用0.25 mg·L-1和6 mg·L-1小檗碱处理7 d和14 d，结果发现，7 d时，在0.25 mg·L-1和6 mg·L-1小檗碱作用下， thah1-2和thad1-1突变体的根比野生型拟南芥的根明显增长，14 d时，thah1-2突变体的根在0.25 mg·L-1时仍然表现出了比野生型拟南芥明显增长的现象。
对这两个基因簇的上游调控基因arp6和hta9进行了RT-PCR，发现和对照组相比，在小檗碱的作用下其表达量没有变化，这说明小檗碱没有影响到thalianol和marneral基因簇的上游调控因子。
综上所述，thah和thad基因是小檗碱在thalianol基因簇中主要的初始作用位点。小檗碱对植物根部的基因作用位点之一是倍半萜和三萜类生物合成（sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis）通路中的thalianol基因簇和marneral基因簇，主要是通过抑制thah和thad基因的表达，影响其正常代谢途径，导致积累有害中间体，从而对植株造成伤害。但没有影响到这两个基因簇的上游调控因子。