转录基因和新陈代谢洞察金线 (Coptis trifolia) 中的基素类生物合成

科学领域:

• 植物生物化学 植物生物化学
• 分子进化是分子进化的过程.
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 化素化物 (BIA) 是重要的植物二次代谢物,具有不同的药理性质.
• 科普蒂斯三叶草 (Coptis trifolia) 是Ranunculaceae家族中一个早期分离的物种,为研究BIA生物合成演化提供了一个独特的模型.

研究的目的:

• 分析Coptis trifolia的叶子和根的转录组,以确定参与BIA生物合成的基因.
• 为了比较基因表达模式和叶子和根之间的代谢物积累.
• 为未来研究BIA途径和C. trifolia保护提供基因组资源.

主要方法:

• 用于转录组组件的RNA测序 (长读和短读).
• 鉴定BIA生物合成基因和转录因子.
• 转录组和非向的代谢组概况.
• 有针对性的代谢物分析.

主要成果:

• 组装了41,926个单基因,确定了37个与BIA相关的基因,包括两个转录因子 (bHLH1,WRKY1).
• 大多数BIA基因在根部表达高于叶子.
• 根部积累了较高水平的BIAs,其中epiberberine是最丰富的.
• 与叶子相比,在根转录和代谢学数据中观察到更大的变异.

结论:

• 科普蒂斯三叶草 (Coptis trifolia) 具有与其他科普蒂斯物种相比较的BIA基因库.
• 不同的基因表达和代谢物积累突出了根和叶在BIA生产中的不同角色.
• 这项研究为比较BIA途径分析,代谢工程和C. trifolia的保护工作提供了有价值的基因组数据.