基于高通量测序的玄参根部转录组学研究及萜类化合物合成相关基因的挖掘

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1、基于高通量测序的玄参根部转录组学研宄及萜类化合物合成相关基因的挖掘［摘要］该研宄应用新一代测序技术IlluminaHiSeqTM4000在转录水平上对药用植物玄参根部进行测序，结合生物信息学方法开展基因功能注释和SSR位点搜索。通过测序，共获得65602036条原始序列。利用生物信息学软件拼接和组装序列，获得73983条unigene,平均长度823bp。序列同源性比较表明，56389条unigene与其他物种具有不同程度的同源性。通过Swiss-Prot，GO,KEGG，COG比对注释，发现520条编码玄参次生代谢途径关键酶基因和191个相关转录因子。

2、利用MISA软件在所有unigenes中共搜索到11659个SSR位点，重复类型以二核苷酸为主。该研究所获得的参与次生代谢的关键基因可为研究玄参药用成分的生物合成和调控机制奠定基础，获得的大量SSR位点为后续研宄玄参种质鉴定及遗传多样性研宄提供参考。[关键词]玄参；转录组；高通量测序；砲类物质[Abstract]ToinvestigatetheprofileofgenefunctionandsearchforSSR，anewtechnologyofhigh-throughputSolexa/Illuminasequencingwasusedtogener

3、atetheroottranscriptomeofScrophularianingpoensis,and65602036rawreadswereobtained.BasedonthebioinformaticsanalysisandTrinity，73983unigeneswereobtainedwithanaveragelengthof823bp.Thecomparisonofsequencehomologyindatabaseshowedthat56389unigeneshaddifferentdegreesofhomology.Atotalof52

4、0metabolicpathwaysrelatedgenesand191relatedtranscriptionfactorswereidentifiedbytheSwiss-Prot，GO,KEGGandCOG.The11659SSRswerefoundbyMISAandthehighestfrequencywasAG/CT.Inthisstudy，weobtainednumerousSSRstoprovidereferencesforthestudyoffunctionalgenecloningandgeneticdiversityofS.ningp

5、oensis.Thekeygenesinvolvedinthesecondarymetabolismarethebasisforthestudyofbiosynthesisandregulatorymechanismofthesecondarymetabolites.［Keywords］Scrophularianingpoensis；transcriptome；highthroughputsequencing；terpenoids玄今⑽分玄参科植物玄参ScrophularianingpoensisHemsl.的干燥根。玄参为我国常用中药材，始载于《神农本

6、草经》，列为中品，历代药典都有收载。味甘、苦、咸、微寒，具有清热凉血，滋阴降火，解毒散结等功效［1］。研宄发现玄参含有环烯醚萜、苯丙素、多糖等多种化学成分，具有保护心脑血管系统、抗炎、增强免疫等药理活性［2］。长期以来，由于玄参分子生物学相关研究起步较晚，缺乏玄参生长发育相关的分子标记开发、遗传图谱构建以及次生代谢途径等基础性研究成果的支撑，玄参分子育种、药效成分合成研宄进展缓慢。高通量测序技术的出现，为研宄玄参生长发育及次生代谢的分子机制提供了重要的基因资源，并为开展玄参功能基因组学研究提供了全新的思路和方法［3-4］。高通量转录组测序技术已广泛应用于

7、生物体转录组基因表达分析，采用该技术能全面快速地获取研究对象在某一状态下基因转录信息，从中挖掘重要功能基因，揭示不同生物学性状的分子机制［5-7］。开展玄参转录组的研宄，也可能发现一些与其药效活性成分生物合成相关的候选基因，为玄参药效资源的充分利用奠定基础。本研究拟在转录水平上，利用IlluminaHiSeqTM4000测序技术构建玄参根系转录组数据库，获得玄参转录本信息，并进行功能注释及SSR位点分析，揭示玄参根系转录组的整体表达特征，为进一步揭示玄参有效成分的累积、道地性形成等生物学过程的分子生物学研宄提供丰富的数据资源。1材料与方法1.1样品药用植

8、物玄参块根采自重庆市武隆县仙女山玄参GAP种植基地，采集时间为2015年8月初，