甘松属资源遗传多样性及其ITS二级结构系统发育信息分析

目的基于ITS1和ITS2序列,对来自四川、青海、甘肃和西藏不同地区的甘松属植物甘松Nardostachys chinensis、匙叶甘松N.jatamansi遗传多样性进行研究及分子鉴定。方法通过PCR扩增获得甘松ITS1、ITS2序列,采用MEGA软件进行多重序列比对,用DNA EditSeq软件进行剪切、拼接和统计等分析,运用Kimura two-parameter(K2-P)模型进行遗传距离分析,运用DNASTAR软件进行同源性和差异性分析,利用邻接法(neighbor joining,NJ)构建系统发育树,采用DNAsp V5软件进行遗传多样性分析。结果ITS1序列长度范围为687~689 bp,仅2 bp差异;ITS2序列长度高度保守,均为468 bp。ITS1与ITS2序列G/C含量均达66.00%以上。系统发育分析发现,ITS序列可将甘松属20个样本分为2支,甘松与匙叶甘松各自为一支,但二者亲缘关系很近。遗传多样性分析发现,匙叶甘松综合遗传多样性水平指标大于甘松。结论据形态学及遗传学分析,甘松属应分为甘松与匙叶甘松2种,且遗传多样性较低,种内遗传变异相对稳定。ITS序列可用于甘松属品种的鉴定。研究结果可以为甘松属植物资源分类、评价、保护与可持续利用提供一定的理论基础。

川赤芍实时荧光定量PCR内参基因的筛选与验证

川赤芍与芍药共同作为《中国药典》著名药材赤芍的基原植物,具有重要的药用价值,且在花卉市场的潜力巨大。筛选稳定可靠的内参基因是开展川赤芍分子研究的必要前提。该研究从川赤芍的转录组数据中选取Actin和GAPDH 2个内参基因作为候选基因,利用实时荧光定量技术(qRT-PCR)检测2个候选基因在川赤芍的不同组织(韧皮部、木质部、茎、叶、叶柄、子房)和不同生长时期(萌动期、开花期、休眠期)的表达水平,然后利用geNorm、NormFinder、BestKeeper、ΔCT和RefFinder综合分析2个内参基因表达的稳定性,结果表明Actin和GAPDH在川赤芍不同组织和不同生长时期中的表达模式均稳定。该研究进一步检测川赤芍转录组数据中8个基因(Pv-TPS01、Pv-TPS02、Pv-CYP01、Pv-CYP02、Pv-CYP03、Pv-BAHD01、Pv-UGT01、Pv-UGT02)在不同组织中的表达水平,结果表明,以Actin和GAPDH分别作为内参基因,8个基因在川赤芍不同组织部位的表达趋势均一致,验证了Actin和GAPDH作为川赤芍内参基因的可靠性。综上,该研究发现Actin和GAPDH可作为川赤芍不同组织和不同生长时期中基因表达水平研究的内参基因。

基于转录组信息的甘松MADS-box转录因子家族分析

目的基于转录组数据筛选鉴定分析甘松Nardostachys jatamansi MADS-box转录因子家族。方法利用生物信息学的方法全面分析甘松MADS-box基因家族成员的蛋白理化性质、亚细胞定位、基因结构、导肽、信号肽及跨膜结构域、系统进化树。结果在甘松转录组数据中共鉴定出20个MADS-box转录因子,含有90~365个氨基酸,相对分子质量在10179.96~41707.68,理论等电点范围为4.87~10.43,主要在细胞核表达,均含有MADS保守结构域,均不含信号肽、导肽以及跨膜结构域。系统发育分析表明甘松MADS蛋白主要属于TypeⅡ型。结论利用生物信息学分析手段,鉴定了甘松MADS-box家族转录因子,为甘松深入研究甘松MADS-box蛋白的生物学功能提供参考,为甘松的药用成分合成调控机制提供研究基础,为培育优质甘松新品种提供依据。

基于转录组挖掘球药隔重楼螺甾烷型重楼皂苷生物合成相关基因

目的以球药隔重楼Paris fargesii根茎、茎和叶为材料,探究螺甾烷型重楼皂苷的生物合成基因。方法采用HPLC分析6个螺甾烷型重楼皂苷含量,进一步利用Illumina HiSeq X Ten平台进行转录组测序,结合定量和转录组数据进行生信分析。结果6个螺甾烷型重楼皂苷在球药隔重楼根茎、茎和叶中的含量具有显著差异。Illumina转录组测序共获得61755条非冗余unigenes,其中30263条(49.0%)被成功注释。催化生成薯蓣皂苷元的31个关键基因均被成功鉴定,且基因表达模式与皂苷的积累水平总体一致,其中IDI、8,7SI-4、CYP90G4、SMO2-2、C5-SD1、CYP51G、C14-R-2、HMGCR、CPI-5、CYP94D108、CAS、HMGCS、SMO1-3、SSR1-3、SQS、ispH和DXR等基因与重楼皂苷的积累呈显著正相关。共获得了61条尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)基因,其中30条潜在参与重楼皂苷的糖基化修饰。结论球药隔重楼根茎、茎和叶中皂苷合成基因表达模式与皂苷积累规律存在一致性,鉴定的基因可指导该类活性产物的生物合成途径解析。

基于多指标成分评价川西高原野生川赤芍的质量

目的 研究川西高原上野生川赤芍Paeonia veitchii入药部位(根)和非入药部位(地上部分)中没食子酸、氧化芍药苷、儿茶素、芍药内酯苷、芍药苷、苯甲酸和丹皮酚7种化学成分的含量,并综合评价其品质。方法 以上述7种成分为对照品,采用高效液相色谱(HPLC)法,Agilent HC-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,体积流量1 mL/min,进样量10μL,检测波长230 nm,乙腈-0.1%磷酸水梯度洗脱;采用2012版《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》软件构建指纹图谱;采用聚类热图分析、相似度分析、主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘回归分析(partial leastsquares discrimination analysis,PLS-DA)等方法对各产地川赤芍进行评价。结果 野生川赤芍地上部分和根中均含有7种化学成分,仅有3批次地上部分样品中芍药苷含量不符合《中国药典》2020年版的要求。建立了野生川赤芍根和地上部分的HPLC指纹图谱,二者均标定了19个相同的共有峰,并指认出其中的7个(没食子酸、氧化芍药苷、儿茶素、芍药内酯苷、芍药苷、苯甲酸、丹皮酚)。不同产地川赤芍的化学成分种类和含量存在一定差异且存在明显的区域一致性特征,但芍药苷的差异相对较小。康定市老榆林、雅江县相格宗、阿坝县查理加油站和若尔盖县巴西乡的川赤芍药材质量相对较好。结论 建立的HPLC方法可用于分析川赤芍中的主要化合物,川西高原野生川赤芍药材质量符合《中国药典》要求,川赤芍根和地上部分中化学成分的种类和含量相近,地上部分具有开发利用的潜力。