转录组和代谢组联合解析金花葵花生长过程中黄酮类含量差异

金花葵是锦葵科秋葵属植物,主要功效为清热、解毒、镇痛、抗疲劳、抗衰老、抑制肿瘤、抗氧化等;含有多种代谢产物,其中类黄酮化合物含量丰富。金花葵花中类黄酮含量最高,显著高于其他部位。本研究对金花葵花类黄酮进行了提Amycolatopsis mediterranei取纯化并对其体外抗氧化活性进行了研究,通过转录组与代谢组联合分析对金花葵花苞(HA)与花朵(HB)类黄酮生物合成途径进行了分析,克隆得到类黄酮生物合成途径重要酶基因——F3’H,并对其功能进行了初步分析。具体结果如下:1、金花葵花黄酮提取纯化及体外抗氧化活性研究。采用超声波辅助提取法提取金花葵黄酮类物质,用80%的乙醇浸泡12 h,提取时间为35 min,料液比为1﹕30,黄酮得率为8.17%。采用透析法进行纯化用于后续实验。金花葵黄酮浓度为1.0mg/m L时总还原能力为18.25%,铁离子还原能力为61.2%,羟基自由基清除率为57.41%,DPPH自由基清除率为93.63%。2、对金花葵花苞与花朵进行代谢组学分析,共鉴定到23类459种代谢物,其中酚酸类和黄酮醇类最多。金花葵花中花青素类物质含量最高,占总代谢物含量的73.95%。金花葵花中检出180种黄酮类化合物,共有89个差异代谢物。其中黄酮类差异代谢物21Tofacitinib生产商种。3、对金花葵花苞与花朵差异基因参与的代谢通路进行了富集,33899个差异基因富集在139条代谢通路上,代谢途径上分布的差异基因是最多的。GO功能分类和KEGG通路富集分析表明部分差异基因与类黄酮生物合成途径相关。类黄酮生物合成相关差异基因荧光定量PCR分析结果表明,CHS、CHI、FLS、F3H和F3’H等关键酶基因在HA中表达量高于HB。4、根据KEGG富集结果,选取类黄酮通路、黄酮和黄酮醇通路、异黄酮生物合成通路差异基因与差异代谢物进行联合分析,网络图表明,类黄酮3’-羟化酶基因——F3’H与差异代谢物槲皮素具有相关性。与HA相比,HB中类黄酮生物合成途径相关差异基因表达量降低,类黄酮合成减少。5、通过RT-PCR技术,克隆得到Hm F3’H的c DNA全长为1392 bp,ORF长度为1137 bp,编码378个氨基酸。生物信息学分析预测了其分子量52.14 k Da,等电点7.22,分子式为C_(2344)H_(3716)N_(620)O_(676)S_(23);为稳定的亲水性蛋白;二级结构以α-螺旋为主;Hm F3’HCanagliflozin体内实验剂量蛋白含有细胞色素P450功能区域,是细胞色素P450家族成员之一;亚细胞定位于细胞质;Hm F3’H具有多个磷酸化位点,有信号肽。系统进化分析表明该基因与大豆的F3’H亲缘关系最近。