论文部分内容阅读
人参被誉为“百草之王”,在中医药发展中有着重要的地位和作用,有很高的临床应用价值,已经应用于多种疾病的治疗和预防。野生人参资源逐渐枯竭,林下参在生长年限、药用功效、外观形态等方面与野生人参最为相似,其栽培过程对生态环境破坏小,是人参可持续发展的重要栽培模式。培育优良的人参品种是提升林下参产量和质量的关键条件。本研究以14年生相同环境下二马牙型、长脖型林下参为材料,比较两种类型林下参的表型差异,利用叶绿素荧光曲线(OJIP)分析两者光系统Ⅱ差异,采用超高效液相色谱法测定根中9种人参皂苷含量,超高效液相色谱-蒸发光散射检测法测定根及茎叶中麦芽糖、蔗糖、葡萄糖及果糖含量,分析两种类型林下参化学成分的差异。利用高通量测序技术分别筛选两种类型林下参叶片、芦头和主根差异表达基因,并对芦头的7个差异基因进行了qRT-PCR验证。结果表明:1、同年生二马牙型的芦头较长脖型短,但芦头直径、茎高、果柄长、叶面积及茎、果柄、叶柄直径均高于长脖型,二马牙型须根发达,产量高;比较两类型的OJIP曲线发现,长脖型的Fo、Fm、Mo、φDo、ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC值显著或极显著高于二马牙型,Vj、Area、Ψo、φEo无显著差异,二马牙型的Fv/Fo、Fv/Fm、φPo、Sm值显著或极显著高于长脖型,说明长脖型光合效率较低,光能的吸收与传递比例高,二马牙型合成更多的光合产物用于生命活动;两类型林下参9种人参皂苷含量无显著差异;两类型林下参在果糖、葡萄糖、麦芽糖的茎叶部及根部含量无显著差异,长脖型根部蔗糖含量及4种糖总量显著高于二马牙型。2、转录组分析结果显示,两种类型林下参叶片、芦头、主根中分别有124、604、89个差异基因,上调基因分别有48、283、31个,下调基因分别有76、321、58个;通过KEGG代谢通路富集分析,差异基因分别富集到16个、70个、17个通路中,主要注释到淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导通路以及苯丙烷类生物合成通路中,qRT-PCR结果与转录组结果具有一致性,证明转录组结果真实可靠。苯丙烷类生物合成通路中的基因差异表达可能是造成芦头直径和长度差异的主要原因,生长素合成相关基因的差异表达可能是造成二马牙型须根发达的原因;蔗糖含量差异及植物激素信号转导通路中的差异表达基因预示两类型林下参抗逆性存在差异。本文通过分析二马牙型与长脖型一些生理指标及转录组差异,为林下参的品种选择以及揭示林下参表型差异的分子机制提供理论参考。