【摘 要】
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椭圆叶花锚（Halenia elliptica D.Don）是治疗肝胆系统疾病的重要中藏药材之一,在青藏高原地区分布广泛。海拔作为一个重要的地形因子,对植物的生长具有重要影响,植物会对不同海拔环境产生适应性变化。研究椭圆叶花锚对海拔的适应机制,可为椭圆叶花锚最佳适宜分布区提供理论参考。本研究以不同海拔椭圆叶花锚为实验材料,通过转录组学和代谢组学联合分析,揭示椭圆叶花锚应对海拔梯度变化的关键代谢通路
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椭圆叶花锚（Halenia elliptica D.Don）是治疗肝胆系统疾病的重要中藏药材之一,在青藏高原地区分布广泛。海拔作为一个重要的地形因子,对植物的生长具有重要影响,植物会对不同海拔环境产生适应性变化。研究椭圆叶花锚对海拔的适应机制,可为椭圆叶花锚最佳适宜分布区提供理论参考。本研究以不同海拔椭圆叶花锚为实验材料,通过转录组学和代谢组学联合分析,揭示椭圆叶花锚应对海拔梯度变化的关键代谢通路,主要结果如下:1.利用转录组学分析方法研究海拔对椭圆叶花锚基因表达的影响,经转录测序组装共获得279 190条Unigene,共有179 960条获得功能注释。注释到Nr数据库的Unigene有178 480条;注释到KEGG数据库的Unigene有87 377条;注释到GO数据库29 201条。在不同海拔对比中,HM-1 v HM-2显著差异基因共计47条,上调基因36条、下调基因11条;HM-1 v HM-3显著差异基因共计448条,上调基因263条、下调基因185条。研究结果表明海拔梯度对椭圆叶花锚基因表达量具有显著影响,不同海拔梯度间差异基因数量存在显著差异。经KEGG富集分析发现,差异基因主要富集在内质网蛋白加工、长寿调节途径、细胞凋亡、黑色素生成等代谢通路中。2.利用非靶向代谢组学方法研究不同海拔梯度下椭圆叶花锚代谢物的变化,结果表明,在4个样点共6组对比中,检测到共有代谢物149个,其中正离子模式下70个,负离子模式下79个。对差异代谢物进行KEGG富集分析发现,差异代谢产物主要富集在类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、黄酮和黄酮醇的生物合成、柠檬酸循环、色氨酸代谢等通路中。3.转录组学和代谢组学联合分析结果表明,基因表达及代谢物共同富集的代谢通路共15个,其中显著富集的有苯丙烷类生物合成代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、糖类物质代谢等通路。通过分析发现,苯丙烷类生物合成途径与椭圆叶花锚抗氧化活性及生长发育有关;氨基酸代谢途径通过提高椭圆叶花锚呼吸作用和生长素含量来应对高海拔低温低氧环境;糖类物质代谢途径为椭圆叶花锚在高海拔环境中提供能量;核苷酸代谢途径与椭圆叶花锚应对强辐射及低温胁迫相关。这些是椭圆叶花锚应对不同海拔高度环境变化的主要生理调节机制。
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