Page 110 - 《广西植物》2023年第2期

３ ０ ４ 广 西 植 物 ４３ 卷
ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｉｌ ｃｏｎｔｅｎｔ. Ｔｈｅｎ ＧＯ ａｎｄ ＫＥＧＧ ｐａｔｈｗａｙｓ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ
ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ (ＤＥＧｓ) ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ８４ １８２ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ａｆｔｅｒ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｓ ａｓｓｅｍｂｌｙꎬ ａｎｄ ５９ １６１ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ａｎｎｏｔａｔｅｄ ｉｎ ＮＲꎬ ＮＴꎬ Ｓｗｉｓｓｐｒｏｔꎬ ＫＥＧＧꎬ ＫＯＧꎬ ＧＯꎬ ａｎｄ Ｐｆａｍ
ｄａｔａｂａｓｅｓ. Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ３０ ５７２ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｆｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｗ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｇｅｎｅｓꎬ ａｎｄ １５ ０２５ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ
１５ ５４７ ｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ Ｇｕｉｊｉａｏ ６９ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｖａｒｉｅｔｙ Ｚｈｅｎ ０１. ( ２) ＧＯ
ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ２０ ２８７ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ａｎｎｏｔａｔｅｄ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ ２１ ６００ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ １３３ ＫＥＧＧ
ｐａｔｈｗａｙｓ. Ａｍｏｎｇ ｔｈｅｍꎬ ｇｅｎｅｓ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｎｚｙｍｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｉｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｌｉｎａｌｏｏｌ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ
ｍｙｒｃｅｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ｇｅｒａｎｙｌ ｇｅｒａｎｙｌ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ｃｉｎｎａｍｏｙｌ ＣｏＡ ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬ ｃａｆｆｅｉｃ ａｃｉｄ ３￣Ｏ￣
ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ ａｎｄ ｃｉｎｎａｍｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ａｎｄ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｉｎ ｍｏｎｏｔｅｒｐｅｎｅ
ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙꎬ ｔｅｒｐｅｎｅ ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ａｎｄ ｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐａｎｏｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ. ( ３ )
Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ３１ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｆａｍｉｌｉｅｓꎬ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ＭＹＢ
ｆａｍｉｌｙ ｈａｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ＤＥＧｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ
ｃｌｏｎｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｉ. ｖｅｒｕｍ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐａｔｈｗａｙｓ. Ｔｈｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｇｅｎｅｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｉｌ ａｎｄ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ｉ. ｖｅｒｕｍ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｉｌｌｉｃｉｕｍ ｖｅｒｕｍꎬ ｌｅａｆꎬ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｉｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｅｓｔｒａｇｏｌｅꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ

八角( Ｉｌｌｉｃｉｕｍ ｖｅｒｕｍ) 又称大茴香、八月珠ꎬ是 八角是“药食两用”的经济树种ꎬ其挥发油含量
中 国 传 统 香 料 和 药 用 植 物ꎬ 属 于 八 角 科 及组分是重要的经济性状之一ꎬ将其作为指标进行
(Ｉｌｌｉｃｉａｃｅａｅ)八角属(Ｉｌｌｉｃｉｕｍ)ꎮ 它原野生于中国南 优株选育ꎬ进一步筛选所需化学型的八角品种是较
亚热带地区ꎬ主要分布于中国云南、广西、广东等 为传统的做法(叶志敏ꎬ２０１１)ꎮ 现代育种技术借助
省区 以 及 越 南 ( 马 锦 林 等ꎬ ２００６ꎻ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ 于分子生物学手段实施分子设计育种ꎬ虽然具有指
２０１１ꎻＳｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ黄开顺等ꎬ２０２０ａ)ꎮ 向性强、育种速度快等优势ꎬ但需要有一定的研究
八角的主要利用部位是果实和枝叶ꎬ可干制 基础方能开展ꎮ 目前ꎬ八角分子生物学层面研究报
后整颗使用或制成五香粉ꎬ是优质的烹饪调味香 道极少ꎬ挥发油合成代谢途径及其调控机制不明ꎬ
料ꎮ 其干燥果实也被广泛认为是医药原料ꎬ可作 极大地制约了八角分子育种的发展ꎮ 转录组测序
为食疗中药材ꎬ具有镇痛、止咳、健胃、祛寒湿之 技术因其能够从特定基因组的整体层次上研究基
效ꎬ并且还被认为可用于治疗神经衰弱及消化不 因结构及基因表达量ꎬ能揭示特定生物学过程中的
良等症( 马锦林等ꎬ２００６ꎻ何冬梅等ꎬ２００９)ꎮ 以八 分子机理ꎬ所以在植物分子育种等领域已被广泛应
角叶片和果实为原料提取的挥发油又称茴香油ꎬ 用ꎮ 耿秀文等 (２０２１) 利用转录组数据对东紫苏
是食品工业中的重要添加香料ꎬ亦是香皂、香水、 (Ｅｌｓｈｏｌｔｚｉａ ｂｏｄｉｎｉｅｒｉ)单萜合成相关基因进行研究ꎬ
牙膏及化妆品等日化用品中不可缺少的常用加香 系统地分析了单萜合成代谢通路并成功验证了 ６ 个
剂( 王琴等ꎬ２００５ꎻＣｈｏｕｋｓｅｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０ꎻ叶志敏ꎬ 单萜合成相关基因ꎬ为东紫苏挥发油单萜合酶的克
２０１１ꎻ李萍等ꎬ２０１６)ꎮ 此外ꎬ在工业上茴香油也被 隆提供了基因资源ꎮ 时小东等(２０１８) 采用转录组
用作涂料填充剂及无氰电镀添加剂等( 马锦林等ꎬ 测序方法对厚朴(Ｈｏｕｐｏｅａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ) 次级代谢途径
２００６)ꎮ 八角中还含有多种医用有效成分ꎬ如八角 进行研究ꎬ总结出厚朴苯丙素和萜类基因调控网
中富含的莽草酸是合成禽流感防治药物“ 达菲” 络ꎬ明确了关键酶的基因信息ꎬ为在分子水平上改
(磷酸奥司他韦) 的重要原料( 王祖磊和朱祥瑞ꎬ 造厚朴代谢途径和目标产物的定向合成提供基础ꎮ
２０１０)ꎬ草蒿脑则可用于合成新一代抗抑郁药“ 文 杨国 等 ( ２０１９ ) 借 助 高 通 量 测 序 技 术 对 白 术
拉法新”(梁忠云和王国聪ꎬ２０１０)ꎮ (Ａｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓ ｍａｃｒｏｃｅｐｈａｌａ) 倍半萜合成途径展开分
广西和云南是最早开展八角育种工作的主要 析ꎬ确定了其中的关键酶基因ꎬ极大地推动了白术
省区ꎮ ２０ 世纪 ８０ 年代ꎬ广西林业科学院就已经开 分子育种的进展ꎮ 这种基于转录组测序技术的合
始了八角资源调查、品种分类以及优株筛选等工 成代谢途径分析也在白芷(Ａｎｇｅｌｉｃａ ｄａｈｕｒｉｃａ)(吴萍
作ꎮ 随着一些八角优良单株被初步筛选培育出来 等ꎬ２０２０)、五味子( Ｓｃｈｉｓａｎｄｒａ Ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ) ( 陈春宇ꎬ
以及嫁接技术的进步ꎬ八角无性系造林试验在广 ２０２０)等中草药植物中取得了较好的研究结果ꎬ证
西主要的八角产区陆续启动ꎮ 明了这种方法的有效性和可靠性ꎮ