Page 153 - 《广西植物》2026年第5期

５ 期 许丽爱等: 濒危植物山豆根全长转录组测序与不同组织比较分析 ８ ８ ５

与异黄酮类成分主要积累于侧根和花序ꎮ 这一发
现不仅揭示了山豆根药用活性成分组织特异性积
累的转录调控基础ꎬ也为有效成分的定向调控提
供了候选基因资源ꎮ

３ 讨论与结论

基因组测序技术的革新极大地推动了植物重

要性状遗传机制的解析( 刘雄盛等 ２０２３ꎻ何斌等ꎬ
２０２５)ꎮ 在从 Ｓａｎｇｅｒ 测序向高通量测序发展的过
程中ꎬ二代测序凭借其高通量、低成本的优势成为
图 ７ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ 注释转录因子的家族分类分析
主流ꎬ但其短读长限制了在复杂基因组解析中的
Ｆｉｇ. ７ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ
应用(罗纯等ꎬ２０１５)ꎮ 近年来ꎬ以 ＰａｃＢｉｏ ＳＭＲＴ 和
ｆａｍｉｌｉｅｓ ａｎｎｏｔａｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ
Ｏｘｆｏｒｄ Ｎａｎｏｐｏｒｅ 为代表的第三代测序技术通过单
分子 实 时 测 序 实 现 了 １０ ~ １００ ｋｂ 的 超 长 读 长
他组织(共有均少于 ２５０ 个)ꎬ说明花序和果实可
(Ａｎｇｅｒｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎬ不仅有效克服了短读长的
能各 有 一 套 核 心 调 控 基 因ꎮ 热 图 分 析 结 果 ( 图
局限ꎬ还能直接检测碱基修饰ꎮ 尽管三代技术存
１１)进一步表明ꎬ花序、果实和侧根中存在大量显
在一定的原始错误率ꎬ但基于环形一致性测序和
著高表达的 ＤＥＧｓꎮ 这些结果系统揭示了山豆根
生物信息学校正ꎬ数据质量已显著提升ꎬ使得三代
组织特异性的转录调控特征ꎬ为深入研究其功能
与二代测序技术联用成为当前植物基因组研究的
基因提供了关键线索ꎮ
重要策略(Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ
２.６ 黄酮类化合物生物合成代谢途径相关基因在
本研究采用 ＰａｃＢｉｏ ＳＭＲＴ 结合 ＮＧＳ 混合测序
侧根和花序中高表达
策略ꎬ首次获得山豆根属植物山豆根 ２１ ７０３ 个高
前期代谢组学研究显示ꎬ山豆根的主要活性
质量的 Ｕｎｉｇｅｎｅｓꎬ功能注释率高达 ９９.２６％ꎮ 其中ꎬ
成分是黄酮类化合物且在侧根和花序中显著富集
５５.３４％的 Ｕｎｉｇｅｎｅｓ 在 ７ 个数据库中均获得注释ꎮ
(Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２５)ꎮ 为阐明这一组织特异性积累
这些注释基因填补了山豆根基因数据库资源的空
的分子 机 制ꎬ 本 研 究 系 统 分 析 了 黄 酮 生 物 合 成
白ꎬ为后续功能研究奠定了基础ꎮ 值得注意的是ꎬ
(ｋｏ００９４１)和异黄酮生物合成(ｋｏ００９４３)途径的基 在缺乏近缘物种参考基因组的情况下ꎬ山豆根与
因表达模式ꎮ 共鉴定到 ６３ 个黄酮生物合成相关 羽扇豆属物种显示出较高序列相似性ꎬ这一现象
基因和 ６５ 个异黄酮生物合成相关基因ꎮ 热图分
与马鞭草( Ｖｅｒｂｅｎａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ) ( 黄丽容等ꎬ２０２３)、
析结果(图 １２)表明ꎬ这些基因在侧根和花序中呈 滇重楼(Ｐａｒｉｓ ｐｏｌｙｐｈｙｌｌａ)(徐萍等ꎬ２０２４) 和滇龙胆
现明显高表达趋势ꎬ其中 ４２ 个黄酮合成相关基因 草(Ｇｅｎｔｉａｎａ ｒｉｇｅｓｃｅｎｓ) ( 谢宗怡等ꎬ２０２５) 等研究的
和 ３３ 个异黄酮合成相关基因在侧根和 / 或花序中 发现一致ꎬ即所研究物种与同科非同属植物序列
高表达ꎮ 值得注意的是ꎬ查尔酮合成酶( ｃｈａｌｃｏｎｅ 相似性最高ꎮ 这既反映了当前药用植物基因组数
ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ＣＨＳ)作为黄酮类化合物生物合成途径 据的匮乏ꎬ也凸显了加强物种特异性遗传信息挖
中的第一个关键酶ꎬ其 １３ 个编码基因中有 ５ 个在 掘的迫切需求ꎮ 转录因子预测分析表明ꎬ山豆根
侧 根 中 高 表 达 ( Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２２７２２、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ 中存在丰富的 Ｃ３Ｈ 型锌指蛋白转录因子家族成
２３０３４、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２３０７６、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２３４５６、 员ꎬ该家族在植物逆境响应中具有重要作用ꎮ 有
Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ＿２３７４７)ꎬ６ 个在花序中高表达(Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ＿ 研究表明ꎬＣ３Ｈ 家族成员广泛参与低温、盐碱、干
１９９３１、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２１０２６、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２１８３４、 旱及氧化胁迫等多种环境胁迫的应答过程( Ｈａｎ ＆
Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２２９４０、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ ２３９５２、 Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ ＿ Ｑｉａｏꎬ ２０２１ꎻ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 这一发现提示
２５３５４)ꎮ 该表达模式与代谢组中黄酮类化合物的 Ｃ３Ｈ 家族可能主导着山豆根适应环境变化和维持
组织积累分布高度一致ꎬ从转录水平证实了黄酮 生长发育的核心调控网络ꎬ 并为解析其抗逆分子