建泽泻与川泽泻转录组测序及泽泻三萜生物合成分析

目的利用高通量测序技术获得建泽泻与川泽泻的转录组特征信息,并进行泽泻三萜类成分合成生物信息学分析。方法通过Illumina HiSeqTM2500对建泽泻与川泽泻进行转录组测序,采用Trinity软件组装获得Unigene,与SwissProt、Pfam、SignalP、TMHMM、GO、COG和KEGG数据库比对,对Unigene进行功能注释和生物信息学分析,得到建泽泻与川泽泻转录组数据。结果测序组装后,Unigene与7个数据库比对,获得建泽泻、川泽泻分别注释53566条、49448条Unigene。其中,在GO数据库中注释泽泻生物过程、细胞组分和分子功能3大类,其包含30个亚类;在COG数据库中注释泽泻24个功能类别;KEGG注释结果表明泽泻三萜类化合物生物合成途径为乙酰辅酶A在羟甲基戊二酰辅酶A合酶、羟甲基戊二酰辅酶A还原酶、甲羟戊酸激酶、甲羟戊酸磷酸激酶、焦磷酸甲羟戊脱羧酶催化下反应生成焦磷酸法尼酯,其次焦磷酸法尼酯在法尼基焦磷酸合酶催化下生成前喹啉,再经角鲨烯合酶生成角鲨烯,最后在角鲨烯环氧酶催化下生成骨架类型为原萜烷型的泽泻三萜。利用MISA软件对建泽泻与川泽泻Unigene进行SSR分析,有6种SSR重复类型,其中A/T类型的比例最高。结论本研究利用高通量测序技术获得建泽泻与川泽泻的转录组数据并进行泽泻三萜生物合成等生物信息学分析,为后续开展泽泻功能基因的挖掘、次生代谢途径解析奠定数据基础。

白术根茎响应连作胁迫的转录组变化分析

利用Illumina Nova-Seq高通量测序平台,对新植、连作1年及连作2年的健康白术根茎进行转录组测序,评估白术根茎响应连作胁迫的基因表达变化。测序共获得58.77 G的Clean base,组装得到110288条的Unigene,平均长度为956 bp。在连作1年与新植样本中差异表达基因(DEGs)为20756个,连作2年与新植样本中的DEGs有20629个,连作2年与连作1年样本之间DEGs有19143个,连作与新植样本之间DEGs明显高于连作不同年限之间的样本。大量DEGs在连作样本中的上调及下调表达,说明白术根茎在响应连作胁迫时发生了复杂的变化。KEGG分析表明,DEGs显著富集在DNA复制、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、倍半萜和三萜类生物合成和亚油酸代谢途径。WGCNA结果与DEGs注释结果表明,连作主要通过影响与倍半萜和三萜合成相关的酶基因的变化来影响白术根茎中(-)-大根香叶烯D和顺式金合欢醇两种倍半萜的合成及其他三萜类物质的合成。