黄芩是中国传统大宗药材之一,传统的药理作用主要体现在抗菌抗炎、抗肿瘤、抗氧化等。发挥药效功能的基础是其所含有的独特次生代谢物黄芩素和黄芩苷等黄酮及黄酮苷化合物,黄酮代谢与黄芩素等化合物形成密切相关,因此本研究基于转录组学技术对黄芩进行测序分析,挖掘不同地区黄芩中的差异表达基因,比较黄酮生物合成途径关键酶基因在不同产地黄芩中表达量的差异。利用所获得的转录组数据,筛选黄芩中差异表达的NAC家族成员,通过对其进行基因结构、理化性质、系统发育以及功能元件预测分析,揭示Sb NACs的结构特性和进化关系;并利用实时荧光定量(q RT-PCR)分析黄酮代谢途径关键酶基因和NAC转录因子在外源激素(ABA和GA_3)处理下的表达情况,为后续深入研究Sb NACs基因家Antineoplastic and I抑制剂族成员的生物学功能,解析其在黄芩黄酮化合物代谢积累过程中的调控作用奠定基础,最后利用分子标记技术分析黄芩的遗传多样性,为黄芩鉴定及遗传品质评价等方面提供量化标准。具体结果如下:1.对八个不同地区的黄芩样本进行转录组测序,测序结果表明24个转录组测序文库共获得1107441168个Raw Reads,1060154322个Clean ReadsIACS-10759 IC50,包含159.04GB的高质量的reads的碱基总数,平均GC含量为46.26%,Q20和Q30值分别为97.58%和93.24%。共检测到编码17种酶的42个结构基因,其中包括苯丙烷代谢途径的苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)(6个)、肉桂酸-4-羟化酶(cinnamate-4-hydroxylase,C4H)(4个)和香豆酸辅酶A连接酶(4-coumaroyl-Co A ligase,4CL)(4个),类黄酮生物合成途径的查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)(1个)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)(1个)、黄芩素-7-O-葡萄糖geriatric oncology醛酸基转移酶(UDP-glucuronate:baicalein7-O-glucuronosyl transferase,UBGAT)(1个)、β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase,GUS)(5个)、黄酮类-6-羟化酶(flavonoid 6-hydroxylase,F6H)(2个)、黄酮类-8-羟化酶(flavonoid 8-hydroxylase,F8H)(1个)、黄酮合成酶(flavone synthetase,FNS)(2个)、黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)(3个)、二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)(3个)、花青素合成酶(Anthocyanin synthase,ANS)(1个)、肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamoyl-Co A reductase,CCR)(1个)、花青素还原酶(Anthocyanin reductase,ANR)(1个)、O-甲基转移酶(O-methyltransferase,OMT)(6个)。2.从转录组差异基因中共鉴定出56个NAC家族成员,并对其理化性质、基因结构、系统发育关系等基本信息进行预测分析。在外源激素ABA处理后,Sb NAC33、Sb NAC40、Sb NAC42、Sb NAC43以及Sb NAC48在0-24 h的表达水平整体呈上升趋势,代谢途径关键酶基因C4H、CCL1、CHS1、OMT2、FNS-1和UBGT表达水平呈现先上升后下降的趋势。在外源激素GA_3处理后,Sb NAC33、Sb NAC40、Sb NAC42、Sb NAC43和Sb NAC48均为先增后减再增的趋势,在12 h时表达量降低,是4个检测时间点中的最低值。代谢途径关键酶基因CCL5和CHS1在0-24 h的表达水平整体呈上升趋势;OMT2、OMT3、OMT4和OMT5表达水平整体下降。利用NAC与黄酮关键酶基因表达量构建共表达网络得出Sb NAC9、Sb NAC32、Sb NAC33、Sb NAC40、Sb NAC42、Sb NAC43、Sb NAC48和Sb NAC50与黄酮代谢途径基因具有显著相关性。3.对黄芩转录组中37146条CDS的序列进行SSR位点识别,共检测到4106条CDS序列含有20045个SSR位点,出现频率(SSR的个数/总CDS数)为53.96%。其中4106条CDS序列包含1个SSR位点,1543条CDS序列包含1个以上SSR位点,复合型的SSR位点总数有3193个。黄芩转录组SSR种类较为丰富,各种重复类型均有,且出现频率有较大差异。其中单核苷酸重复序列最丰富,为46.84%。利用18条ISSR引物对12份黄芩进行PCR扩增,共扩增出109条谱带,平均每条引物可扩增6.05条带,多态性条带数为98条,多态性位点频率为89.91%。