茉莉酸甲酯诱导的人参不定根转录组分析以揭示人参皂苷生物合成的时间特征

《BMC Plant Biology》：Transcriptome analysis of methyl jasmonate-elicited Panax ginseng adventitious roots to discover the temporal feature of ginsenoside biosynthesis

　　

摘要

背景

人参是一种具有极高药用价值的中国传统名贵药材，其主要活性药用成分为人参皂苷。现代药理学研究已证实，人参皂苷在治疗多种疾病和日常保健中发挥着关键作用。尽管人参皂苷生物合成的催化途径已被广泛研究，但其调控机制仍知之甚少。

结果

本研究从诱导子调控结合转录因子调控的角度，探讨了人参皂苷合成的调控机制。甲基茉莉酮酸甲酯（MeJA）作为一种重要的植物激素，广泛参与植物生长发育、逆境抗性及次生代谢物合成等生物学过程。在此研究中，通过对不同MeJA诱导时间（0、6、12、24、36、48、60、72、84、96、108和120小时）的人参不定根进行转录组测序和分析，获得了11,789个响应MeJA诱导的人参差异表达基因，随后对这些基因进行了基因本体（GO）功能注释和功能基因类型分类，从而获得了人参不定根响应MeJA诱导的总体特征。进一步地，通过比较不同诱导时间点的人参皂苷含量表型、差异表达基因数量、GO功能注释和功能基因类型，获得了人参不定根响应MeJA诱导的动态时间特征。最后，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA），从上述差异表达基因中获得了与人参皂苷含量表型显著相关的基因模块，并识别和分析了其中具有重要功能的基因及其在相互作用网络中的关系。

结论

上述研究结果将为全面深入解析MeJA的动态调控机制奠定理论基础，为研究人参皂苷合成与调控机制提供信息参考，并为识别人参皂苷合成中的重要功能基因及研究其分子机制提供数据库支持。这对人参基础研究的发展具有重要的价值和意义。