Rehmannia chingii为珍稀药用植物,含环烯醚萜苷等活性成分,但野生种群因过度开发濒危。
本研究通过比较转录组学、色素含量测定及代谢组学分析,揭示了Rehmannia chingii自然黄叶突变体(P2)与野生型(P1)的分子差异。研究发现,P2叶片叶绿素总量降低59%,类胡萝卜素总量减少70%,但LC-MS/MS检测显示其类胡萝卜素代谢通路中玉米黄质、紫黄质等叶黄素类物质显著积累。转录组分析表明,P2中卟啉代谢(叶绿素合成)、光合作用天线蛋白及碳固定相关基因表达下调,而类胡萝卜素合成通路(如β-胡萝卜素异构酶)及植物激素信号(ABA、油菜素内酯)相关基因表达上调。此外,15个转录因子家族(如bHLH、NAC)的差异表达可能调控了黄化表型。这些结果不仅阐明了P2黄叶形成的分子机制,也为进一步探索Rehmannia chingii色素合成与药用成分的关联提供了理论基础。
1题目
文章题目:Comparative Transcriptomic Analysis of a Naturally Found Yellowish Leaf Rehmannia chingii H. L. Li Mutant and Wild Type
发文单位:北京林业与景观设计研究院、北京建工路桥集团生态事业部
2杂志
PHYTON-INTERNATIONAL JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
3链接
Song, L., Yi, C., Zhao, S., Peng, Y., Li, Z. et al. (2025). Comparative Transcriptomic Analysis of a Naturally Found Yellowish Leaf Rehmannia chingii H. L. Li Mutant and Wild Type. Phyton-International Journal of Experimental Botany, 94(8), 2593–2613. https://doi.org/10.32604/phyton.2025.068133
4检测方法
Norminkoda提供了叶绿素,类胡萝卜素试剂盒,类胡萝卜素组分检测。
5主要内容
5.1. 研究背景与意义科学问题:黄叶突变体是研究色素合成(叶绿素、类胡萝卜素)及光合作用的理想材料。物种价值:Rehmannia chingii为珍稀药用植物,含环烯醚萜苷等活性成分,但野生种群因过度开发濒危。突变体特征:新叶先黄化并逐渐扩散至全株,表型稳定。5.2. 方法学色素测定:分光光度法检测叶绿素和类胡萝卜素含量。代谢组学:LC-MS/MS分析类胡萝卜素代谢谱转录组测序:Illumina平台测序,差异基因(DEGs)筛选标准(|log2FC|≥2, FDR<0.05)。6总结
6.1.色素合成缺陷:P2黄化表型源于叶绿素和类胡萝卜素合成通路的协同抑制,与hemE(尿卟啉原脱羧酶)和Chlorophyllase(叶绿素酶)表达异常相关。
6.2.代谢重编程:类胡萝卜素分支代谢增强(如玉米黄质积累),但总含量降低,可能与资源分配改变有关。
6.3.调控网络:植物激素(ABA、乙烯)和MAPK信号通路的大规模差异表达可能驱动表型变化。
6.4.应用价值:为解析Rehmannia chingii叶色形成的分子机制及药用成分调控提供基础数据。
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