摘要
丹参（SalviamiltiorrhizaBunge）为我国一种传统的中药材，以根和根茎入药。它具有广泛的药理作用，是治疗心血管疾病最常用的原料，其最主要的药效成分为酚酸类。白花丹参（S.miltiorrhizaBge.f.alba）作为丹参种内特有变种，是山东的道地药材，除了具有传统药效外，对血栓闭塞性脉管炎有良好的治疗效果，种植面积逐年扩大。白花丹参的主要特征是花冠为白色或淡黄色，目前对于白花丹参形成山东道地药材的分子机制未见报道，本研究拟利用转录组和代谢组，分析丹参白花、紫花在丹酚酸、花青素成分上的物质差异，进而筛选与酚酸合成、花色素合成相关的差异表达基因，并对候选基因进行转基因功能验证，初步解析白花丹参花色突变的分子机制及其花色与道地性品质形成的相关性，得到的主要结果如下： （1）利用HPLC法检测了盛花期丹参白花和紫花的酚酸和花青素成分，结果显示两者组分种类差异不明显，主要存在含量上的差异。其中白花中酚酸组分主峰大约是紫花丹参的两倍，推测该成分为丹酚酸B物质。进一步利用LC/MS分析非靶向代谢组，发现两者有7种酚酸组分和20种花青素苷含量差异显著，其中紫花中的5种天竺葵素糖苷组分含量均显著高于白花，推测丹参紫花中色素主要来自天竺葵素糖苷组分；而白花中的酚酸组分多高于紫花。 （2）通过转录组数据分析发现，白花与紫花差异表达基因富集于黄酮类、花青素代谢相关途径。在酚酸及花青素生物合成途径中，白花丹参的三个不同花期中PAL、RAS3、CHS3和FLS基因上调，在紫花丹参的三个不同花期中ANS和F3’H基因上调。推测白花中酚酸的含量高可能与通用途径上的关键酶基因表达量高有关，而ANS在紫花中的超量表达是其呈现紫色的主要关键酶基因。 （3）克隆得到SmANS基因，具有1个内含子和2个外显子，开放阅读框长度1110bp，编码了369个氨基酸，并以α-螺旋和无规则卷曲为主导。SmANS基因的启动子主要包括光响应元件、激素调控元件、逆境胁迫调控元件和转录因子相关调控元件，这些调控元件的存在表明该基因在一定程度上调控丹参的多个代谢途径。 （4）通过实时荧光定量分析SmANS基因的表达模式，发现SmANS在白花丹参中的表达量趋近于零，而在紫花丹参中随着花期的发育表达量逐渐变高。 （5）成功构建了以双元表达载体pBI121为基础的SmANS基因的过表达载体pBI121-SmANS，并通过C58C1发根农杆菌侵染白花丹参，得到转化苗，为下一步验证其功能奠定重要基础。
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