【摘 要】
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党参是传统补益类中药。随着需求增加,党参种植中存在的优良品种短缺导致品质良莠不齐的问题日益突出。道地药材种质资源研究是提高中药材品质的重要途径。潞党参为山西道地药材,具有“狮头凤尾菊花心”的典型“优形”特征。党参多糖为党参品质评价指标成分之一,潞党参中党参多糖含量显著高于其他产地党参,是潞党参“优质”的重要体现。因此,从分子水平解析潞党参道地性形成的机制,对进行潞党参分子辅助育种具有重要意义。本文
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党参是传统补益类中药。随着需求增加,党参种植中存在的优良品种短缺导致品质良莠不齐的问题日益突出。道地药材种质资源研究是提高中药材品质的重要途径。潞党参为山西道地药材,具有“狮头凤尾菊花心”的典型“优形”特征。党参多糖为党参品质评价指标成分之一,潞党参中党参多糖含量显著高于其他产地党参,是潞党参“优质”的重要体现。因此,从分子水平解析潞党参道地性形成的机制,对进行潞党参分子辅助育种具有重要意义。本文对潞党参与引种于潞党参的白条党的性状特征与党参多糖组成特征进行相关性分析,分析潞党参“优质”与“优形”是否相关。在此基础上,构建不同产地潞党参与白条党转录组数据库,同时采用q RT-PCR技术,挖掘与潞党参“优质”、“优形”特征形成的相关基因,为分析潞党参道地性形成的分子机制奠定理论基础。主要研究结果如下:1.通过对不同产地潞党参和白条党进行性状特征分析,发现潞党参与白条党在长度、芦下直径、芦头不定芽数、地上分支数以及颜色等方面存在差异。结合党参多糖HPGPC分析,发现潞党参果聚糖含量显著高于白条党,党参HPGPC图谱中33 min果聚糖峰面积与党参环状横纹占比、芦头不定芽数呈显著正相关性（p＜0.05）;33 min果聚糖峰面积与皮部L*（D65）、皮部E*（D65）、木部L*（D65）呈负相关性（p＜0.05）;33 min果聚糖峰面积与木部a*（D65）、木部b*（D65）呈显著正相关（p＜0.01）。表明潞党参优形、优质之间具有相关性。2.为进一步分析潞党参优形与优质相关的内涵,建立了6个不同产地的党参转录组数据库,共获得64.59 G的Clean Data,各样本的有效数据量分布在9.79-11.15 G。筛选得到差异基因共1755个,在潞党参中上调表达基因为922个,下调基因为833个。GO富集分析发现818个差异表达基因中属于生物学途径条目的最多,其次是细胞学组件,分子功能注释到的差异基因最少。KEGG富集分析发现202个差异表达基因中,主要参与淀粉及蔗糖代谢、苯丙素生物合成、玉米素生物合成等。选取与果聚糖合成及芦头不定芽分化形成相关的“淀粉及蔗糖代谢和玉米素生物合成”两条通路为研究目标,筛选得到9个候选基因。3.利用q RT-PCR技术分析候选基因表达模式,结合党参果聚糖含量变化,进一步筛选得到与党参果聚糖含量变化呈负相关的Cp GBE基因和Cpβ-glucosidases3基因,以及与果聚糖含量变化呈正相关的Cp UGT73AH2基因。结合文献研究,推测基因Cpβ-glucosidases3参与生长素的激活,而基因Cp UGT73AH2参与党参苷Ⅰ、苍术内酯Ⅲ以及玉米素的合成,为后续深入验证基因功能及潞党参道地性形成机制奠定了理论基础。
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