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栀子(Gardeniajasminoides Ellis)属于茜草科、栀子属,多年生常绿灌木。其果实是一种具有泻火、除烦、清热利尿、凉血解毒等多种药理功效的传统中药材。在药品、食品、化妆品和染料行业有着较广泛的应用。本研究通过观测栀子果实不同发育阶段绿原酸、西红花苷和栀子苷含量的变化,弄清栀子果实三种主要生物活性物质累积规律。对栀子发育过程中关键阶段(60,120和180 DAF)果实进行RNA-Seq转录组测序,综合分析生物活性物质生物合成关键基因表达模式及其通路。探明桅子果实三种主要生物活性物质生物合成的分子机制,确定了绿原酸、西红花苷和栀子苷合成相关基因。本研究丰富了栀子果实转录组数据库,同时为栀子果实中绿原酸、西红花苷和栀子苷的开发及其利用、深入开展栀子优良资源分子标记、遗传育种等研究提供重要理论依据。主要研究结果如下:(1)栀子果实横径、纵径、干重、鲜重指标增长趋势大体一致,均呈现先快后慢的变化,果实颜色由青绿色逐渐转变为橙红色。伴随果实的膨大和成熟,果实中绿原酸、栀子苷和西红花苷-1三种生物活性物质累积存在不同的动态规律:绿原酸的累积呈现“先升后降”的模式,120 DAF时含量达到最高为0.25%,180 DAF时降至0.17%;西红花苷-1的呈现“先快后慢”的持续增长累积模式,即从开花后,持续累积至180 DAF时达到最高含量为1.11%;栀子苷的累积呈现“先降后升”的模式,60 DAF时最高含量为2.04%,至120 DAF时降至最低为1.85%,随后缓慢增长至1.87%。(2)分析时间与栀子果实主要生物活性物质相关性发现,花后120天(大约9月中旬),栀子果实中绿原酸含量最高;花后180天(在1 1月中旬),果实成熟,栀子果实中西红花苷-1含量最高;花后60天(大约7月中旬),栀子果实中栀子苷含量最高。综合果实外观、形状和内在品质,确定了栀子中绿原酸、西红花苷-1的和栀子苷最佳采收时期分别为9月中旬、1 1月中旬和7月中旬。(3)对三个(60,120和180 DAF)不同发育时期的栀子果实进行转录组测序,应用测序评估、基因注释等生物信息方法对栀子果实中绿原酸、西红花苷、栀子苷生物合成进行分析,组装后共获得384421条Transcript和298869条Unigene,平均长度分别为836 bp和510 bp。对Unigene在Nr蛋白数据库、Swiss prot蛋白数据库、Pfam数据库、GO蛋白数据库和KEGG数据库进行功能比对,分别有 152647(51%)条、92529(31%)条、91287(31%)条、23358(8%)条和46940(16%)条Unigene序列被成功注释。基于公共蛋白质数据库BLAST 比对和KEGG Pathway功能基团注释,确定了绿原酸、西红花苷、栀子苷等代谢通路中关键酶的Unigene序列和注释信息,系统阐述了栀子果实绿原酸、西红花苷、栀子苷生物合成过程。(4)利用DE-Seq技术将栀子果实转录组分析产生的Unigene进行不同发育时期之间差异基因分析,在60与120 DAF、60与180 DAF和120与180 DAF之间分别发现661、229和55条差异基因上调,1548、446和19条差异基因下调,通过KEGG代谢途径注释,确定了绿原酸、西红花苷、栀子苷生物合成通路中的相关酶的动态调控模式,结合果实关键酶生理代谢动态变化综合分析,初步确定提高绿原酸、西红花苷、桅子苷含量的候选基因分别为HCT、LCYB、GPPS。