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钩藤是中医传统药材,其有效成分钩藤碱和异钩藤碱对阿尔兹海默症具有缓解和治疗的效果。钩藤碱和异钩藤碱作为大然产物受到广泛的关注,二者的生物合成机理亦是研究热.之一。本研究通过高效液相色谱分析钩藤(Uncaria rhynchophylla)不同部位(包括不同时期蒴果)钩藤碱和异钩藤碱积累规律,选择蒴果(包括三个不同发育时期)作为材料,采蚝通量测序技术构建转录组和表达谱,寻找萜吲哚类生物碱合成相关基因和差异表达基因,深入了解钩藤碱和异钩藤碱积累过程中转录水平的基因表达变化情况,发掘钩藤碱和异钩藤碱合成相关基因,预测二者的生物合成路径。为钩藤碱和异钩藤碱生物合成机制研究奠定基础。本研究结论如下1.钩藤蒴果的钩藤碱和异钩藤碱含量最高,钩茎和茎其次,叶片最低。改良CTAB法能够从蒴果中分离高质量的RNA。蒴果适合作为构建钩藤的转路组和表达谱的试验材料GAPDH适宜用于钩藤蒴果不同发育时期基因的表达差异分析的内参基因。2.钩藤蒴果转录组测序获得了5,000多万的有效数据clear reads)组装得到100,940转录本(transcripts),包含55,523Unigenes. Nr数据库比对,注释了28715 Unigenes。KO数据库注释,12,256 Unigenes比对到特异的代谢路径。转录组数据中,包含可能参与TIAs生物合成酶的基因12个(68 Umingenes)可能参与Strictosidine专化为钩藤碱和异钩藤碱的催化酶的编码基因,细胞色素P450 193 Unigenes,甲基转移酶280 Unigenes,异构酶144Unigenes.3.不同发育时期蒴果数字基因表达谱分析,每个样品得到100多万的有效数据。样品Capsule 1注释了46,785基因Capsule2注释了47,241基因Capsule3注释了47,474基因。三个样品的共有基因38,592Capusle1的特有基因1,687, Capusle2的特有基因1,901,Capsule3的特有基因1,986。样品Capsule2 vs Capsule 1比较,有1,488差异表达基因Capsule3 vs Capsule 1比较,有1,343差异表达基因Capsule3 vs Capsule2比较,有1,779差异表达基因。4.本研究提出的TIAs生物合成新支路,钩藤碱和异钩藤碱生物合成路径,开始于开环马钱子苷和色胺合成的Stemmadenine,再氧化、甲基化和异构化合成钩藤碱和异钩藤碱。5.结合转录组数据、DGE分析和基因表达模式聚类分析,确定参与钩藤碱和异钩藤碱生物合成后期步骤的候选基因,细胞色素P450基因4Unigenes (comp31075_c0、 comp28593_c0、comp34791_c1和comp26673_c0)甲基转移酶基因3Unigenes comp31161_c0、comp33316_c0和comp34948_c0)异构酶基因3Unigenes (comp22426_c0、comp38594_c0 和comp28178_c0)。