虎眼萬年青屬

(一)植物名稱:虎眼萬年青(Ornithogalum cau-datum) 材料類別:鱗莖。取一年生子鱗莖球,用清水洗凈后,以0.1％HgCl_2消毒10分鐘,經(jīng)無菌水沖洗5次,在無菌條件下,將最外層鱗莖皮剝離摒

白花虎眼萬年青（Ornithogalum thyroides）是百合科虎眼萬年青屬的多年生球根花卉,具有較高的觀賞價值和藥用價值,而且可通過葉片產(chǎn)生珠芽和葉基部形成鱗莖的方式實現(xiàn)高效再生,但是其代謝途徑和器官發(fā)育機制尚不清楚。本研究以其主要的三個營養(yǎng)器官（葉片、產(chǎn)生于葉片表面的珠芽和產(chǎn)生于葉片基部的鱗莖）為材料,構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組文庫并進行Illumina Hi Seq 2000測序及生物信息學(xué)分析。共獲得白花虎眼萬年青轉(zhuǎn)錄組的原始數(shù)據(jù)13.5G,經(jīng)過數(shù)據(jù)過濾后得到有效數(shù)據(jù)11.3Gb,經(jīng)過序列拼接共獲得262,332條unigene。KEGG pathways分析表明,其具有新陳代謝通路1,698條,次生代謝物質(zhì)合成通路730條,共有14,459條Unigene注釋到次生代謝合成途徑;不但包括單萜、倍半萜和三萜皂苷等已知的藥用活性成分通路,而且含有吲哚類生物堿、異喹啉生物堿、葡萄糖異硫氰酸鹽、黃酮和黃酮醇、甜菜素、咖啡因、植物類昆蟲激素、亞油酸、牛磺酸和亞磺酸等重要的生理生化通路。多數(shù)次生代謝產(chǎn)物及其關(guān)鍵酶的表達主要發(fā)生于鱗莖和珠芽中,葉片中最少。研究還發(fā)現(xiàn),葉片表面產(chǎn)生珠芽過程中有2,397條Unigene上調(diào),1,593條Unigene下調(diào);葉片基部形成鱗莖過程中有4,087條Unigene上調(diào),2,969條Unigene下調(diào)。研究表明,葉片產(chǎn)生珠芽過程中,EMB基因、TATA結(jié)合蛋白、BTB/POZ錨蛋白重復(fù)序列、TOR調(diào)控蛋白、FKBP蛋白等基因的表達發(fā)生了明顯地變化;葉片形成珠芽的過程中,染色體重組復(fù)合體、圓葉蛋白、PPR蛋白、EMB基因、細胞色素P450等基因表達發(fā)生了顯著地變化;上述基因可能參與了珠芽和鱗莖等器官的發(fā)生。本研究首次獲得了白花虎眼萬年青的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),研究了其次生代謝途徑及表達規(guī)律,并分析了從葉片到珠芽和鱗莖形成過程中差異表達基因。研究結(jié)果為白花虎眼萬年青功能基因及相關(guān)候選基因的發(fā)掘提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和重要依據(jù),有望用于虎眼萬年青屬及百合科植物的遺傳改良,增加次級代謝物質(zhì)的含量,提高醫(yī)藥化工和營養(yǎng)保健的價值,改善園藝性狀等。