【摘 要】
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姜黄（Curcuma longa L.）是姜科（Zingiberaceae）姜黄属（Curcuma）多年生草本植物,其干燥根茎作为药材应用已有上千年历史,具有破血行气,通经止痛的功能。姜黄挥发油是其主要活性成分之一,主要由萜烯类化合物组成,甲羟戊酸途径（MVA）和甲基赤藓糖醇磷酸途径（MEP）是合成萜烯类化合物的两种主要途径,萜烯合酶（TPS）直接催化萜烯类物质的产生。本研究开展氮胁迫条件下姜黄生
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姜黄（Curcuma longa L.）是姜科（Zingiberaceae）姜黄属（Curcuma）多年生草本植物,其干燥根茎作为药材应用已有上千年历史,具有破血行气,通经止痛的功能。姜黄挥发油是其主要活性成分之一,主要由萜烯类化合物组成,甲羟戊酸途径（MVA）和甲基赤藓糖醇磷酸途径（MEP）是合成萜烯类化合物的两种主要途径,萜烯合酶（TPS）直接催化萜烯类物质的产生。本研究开展氮胁迫条件下姜黄生理特性及挥发油成分变化的研究,并基于转录组测序技术筛选姜黄萜烯合成途径的关键酶基因,利用基因工程克隆萜烯合成关键酶基因并对其进行功能验证,从而为姜黄挥发油代谢调控提供理论依据。主要研究结果如下:（1）氮胁迫对姜黄生长发育的影响结果表明,氮胁迫处理不利于姜黄的生长发育;完全缺氮处理使姜黄叶绿素含量、抗氧化酶活性及含氮化合物含量降低,总叶绿素含量比对照处理降低79.1%,过氧化物酶和过氧化氢酶活性比对照降低83.66%和78.98%;低氮处理提高姜黄组培苗叶绿素含量和超氧化物歧化酶活性,分别比对照处理提高29.8%和30%;高氮处理下的姜黄含氮化合物含量、抗氧化酶活性、氮代谢相关酶活性影响差异不显著。（2）氮胁迫对姜黄挥发油的影响结果表明,低氮胁迫下姜黄挥发油提取率最高,为2.384%,比对照提高66.8%;所有处理姜黄挥发油中共鉴定出49种成分,其中含量＞5%的成分有萜品油烯、反式-β-金合欢烯、α-姜黄烯、姜烯、β-红没药烯、β-倍半水芹烯、姜黄酮和吉马酮等;氮胁迫显著提高挥发油中β-蒎烯和吉马酮含量,而降低β-石竹烯、反式-β-金合欢烯和姜烯含量。（3）氮胁迫对姜黄萜烯合成途径关键酶基因表达差异显著。氮胁迫处理显著降低姜黄甲羟戊酸途径中的FPS基因和甲基赤藓糖醇磷酸途径中的DXR和DXS基因表达;3/2 N处理下的HMGS和GGPPS基因表达量显著上调,分别比对照提高153.8%和23.8%。（4）基于转录组测序分析姜黄氮胁迫下的差异基因表达,结果表明完全缺氮和对照处理的差异表达基因主要富集在信号转导机制途径,KEGG富集筛选出107个萜烯合成途径关键酶基因,其中单萜合酶基因2个、二萜合酶基因17个、倍半萜及三萜合酶基因3个、萜类骨架合酶基因85个。（5）基于转录组测序筛选出的萜烯合成途径关键酶基因,成功克隆出FLDH基因,其片段大小为1026 bp,ORF为885 bp;利用Ex PASy在线软件对其蛋白结构进行预测,发现其编码含295个氨基酸的脂溶性疏水中性蛋白,分子量大小约37 k Da;通过对p ET32a-FLDH重组大肠杆菌代谢产物的GC-MS分析,发现FLDH催化[1,2-a]吡嗪-1,4-二酮,六氢-3-（苯甲基）-吡咯的产生。
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