浙麦冬转录组学研究

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浙麦冬是我国著名的传统药材,是地道药材“浙八味”之一,含有丰富的皂苷、黄酮和多糖等化合物,其种植周期较长,需要3年。浙麦冬在治疗新血管疾病、呼吸道疾病、免疫调节方面具有很好的功效。从传统汤剂“麦门冬汤”到现代中药针剂“参麦注射液”,浙麦冬自古以来具有极高的药用价值。本文主要研究结果如下:(1)从浙江慈溪同一块地采集三个年份麦冬各5株,将其高通量测序得到16.4Gb数据,经过滤、组装得到96,738条Unigenes,平均长度为605.7 bp,N50长度859 bp。将获得的Unigenes在NR、Swiss-Prot、NT、KEGG和GO五个数据库进行序列比对、功能注释及代谢通路分析,分别有65,536、57,705、22,870、63,324、29,010和57,157条比对到以上数据库。将所有Unigenes基于DEGseq软件包进行差异表达分析,检测出不同年份麦冬显著差异表达基因5388个。对转录本进行了SSR和SNP分析,从20,981个转录本共获得25,140个SSR标记,其中三碱基型、双碱基型和单碱基型占97.56%;从50,566转录本中检测出48,238个In-Del位点和252,831个SNP多态位点,在SNP多态位点中,转换类型占62%,颠换类型占38%。(2)对浙麦冬块根中甲基黄烷酮A、总黄酮、总皂苷和总多糖含量进行测定,发现一年、两年和三年生鲜麦冬块根甲基黄烷酮A含量分别为3.09×10-3%、3.95×10-3%和4.37×10-3%,总黄酮为0.0280%、0.0393%和0.0464%;总皂苷为0.0485%、0.0780%和0.0965%;总多糖为5.44%、8.98%和10.98%。(3)基于Swiss-prot数据库对黄酮、皂苷和多糖相关合成基因进行挖掘,发现与黄酮合成相关基因有254条,与皂苷合成相关基因有135条,与多糖合成相关基因有236条。再利用FPKM值来预测三个年份上述基因的表达水平,发现与黄酮和皂苷合成相关基因大部分都逐渐下调,与多糖合成相关基因大部分先上升后下调。最后从中挑选17个基因进行RT-qPCR验证分析,发现有11条基因和FPKM值变化趋势一致。
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