中药植物虎杖根的高通量转录组测序及转录组特性分析

中药植物虎杖已有上千年的应用历史,从虎杖根部已提取出多种药用活性成分.但目前尚不清楚虎杖次级代谢过程中这些活性物质合成的遗传基础.采用Illumina HiSeq 2000高通量测序获得虎杖根转录组的25600002条短读序(2.3Gb),用生物信息学方法从头组装并注释了86418个Unigene(单基因簇).研究发现,虎杖根部表达的12,18,60和54个Unigene分属于甲羟戊酸(MVA)、2-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸(MEP)、莽草酸和白藜芦醇生物合成路径,它们可能参与药用活性物质蒽醌类和白藜芦醇的生物合成.实验发现,18个尿苷二磷酸-葡萄糖基转移酶Unigene可能与糖苷类次级代谢物生物合成有关.识别次级代谢物生物合成相关基因可为未来通过基因工程操纵提高有用成分的含量奠定基础.本研究基于19种非模式植物的高通量转录组数据识别出1127个共有的直系同源基因,将用于植物功能、系统发育和进化等研究.