【摘 要】
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目的:通过HPLC法比较草乌不同组织(草乌皮层、草乌韧皮部、草乌木质部)中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的含量,利用转录组学的方法找出双酯类生物碱合成通路的相关基因,为后续的新资源开发、临床应用提供理论依据。方法:应用法对草乌皮层、韧皮部和木质部中乌头碱、次乌头碱、新乌头碱类双酯型生物碱的含量进行比较研究;利用TRIzol试剂盒法提取草乌不同组织中的总RNA,采用转录组学和高通量测序方法对草乌不同组织
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目的:通过HPLC法比较草乌不同组织(草乌皮层、草乌韧皮部、草乌木质部)中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的含量,利用转录组学的方法找出双酯类生物碱合成通路的相关基因,为后续的新资源开发、临床应用提供理论依据。方法:应用法对草乌皮层、韧皮部和木质部中乌头碱、次乌头碱、新乌头碱类双酯型生物碱的含量进行比较研究;利用TRIzol试剂盒法提取草乌不同组织中的总RNA,采用转录组学和高通量测序方法对草乌不同组织(草乌皮层:P-1、P-2、P-3,草乌韧皮部:R-1、R-2、R-3,草乌木质部:M-1、M-2、M-3)进行转录组测序,运用NR、Swiss-prot、Pfam、COG、GO和KEGG等数据库分析筛选,分析草乌不同组织中合成乌头碱、次乌头碱、新乌头碱途径相关酶基因的差异表达。结果:HPLC法测定中草乌不同组织中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的回归方程依次为Y1=1401.8X1-132.36(r1=0.9993)、Y2=1669.7X2-67.107(r2=0.9993)、Y3=1456.7X3-103.23(r3=0.9993),测定结果依次在0.5625~3.3750μg、0.1425~0.8550μg、0.2513~1.5075μg范围内与峰面积呈有良好的线性关系,精密度、稳定性、重复性、加样回收率试验的RSD均小于2.0%,加样回收率试验的平均回收率依次为98.97%、97.35%、96.90%(n=6)。采用Illumina Hiseq 2500法对新乌头碱、乌头碱、次乌头碱含量差异显著的样本进行转录组测序,共获得61.18Gb Clean Data,各样本Clean Data均达到6.2 Gb以上,Q30碱基百分比在91.98%以上。使用Trinity软件对所有样本进行Clean Data从头组装,并对组装结果进行优化评估,得到的Unigene个数为153213,Transcription个数为215430,平均长度563.49bp,N50长度为808bp;基因表达量分析中共检测到表达的unigene和transcript个数分别为150729和212342,其中unigene为最长的转录本,通常能更好的代表该基因coding信息;表达量差异分析中基于表达量结果进行定量,组间差异基因分析,应用DESeq2差异分析软件和|log2FC|≥1&pvalue<0.05条件下获得组间发生差异表达的基因,P_vs_R的totalDEG为881、up为124、down为757;M_vs_R的total DEG为5662、up为3966、down为1696;P_vs_M的total DEG为9280、up为2063、down为7217。结论:草乌不同组织中新乌头碱、乌头碱和次乌头碱的含量从高到低依次为新乌头碱>乌头碱>次乌头碱,新乌头碱、乌头碱和次乌头碱的含量在草乌不同组织中从高到低依次为草乌木质部>草乌韧皮部>草乌皮层;草乌不同组织基因表达量从高到低依次为草乌皮层>草乌韧皮部>草乌木质部,根据转录组注释结果结合KEGG代谢通路,找到涉及新乌头碱、乌头碱、次乌头碱类合成的共有13条差异表达基因,该13条基因调节ent-copalyldiphosphate synthase和ent-kaurene synthase酶,其中P_vs_M的上调基因为8条、下调基因为5条,P_vs_R的上调基因为6条、下调基因为6条、M_vs_R的上调基因为6条、下调基因为6条,上调基因促进新乌头碱、乌头碱和次乌头碱的合成。
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