目的:类黄酮和酚酸物质是罗布麻中主要的活性物质,鉴定不同罗布麻品种中类黄酮和酚酸代谢物成分并比较代谢物含量差异,为有效利用罗布麻属药用资源提供理论依据.方法:以罗布麻和大麻状罗布麻叶片为材料,利用液相色谱质谱联用技术(LC-MS)检测次级代谢物成分并进行分析.结果:2种罗布麻中共检测出275种类黄酮和194种酚酸物质;PCA分析表明2种罗布麻的代谢物种类相似,但含量存在较大差异,结合OPLS-DA筛选出124种显著差异代谢物,其中有80种类黄酮和44种酚酸;富集分析发现,共有10条代谢通路被显著富集,主要体现在苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成以及黄酮和黄酮醇生物合成等途径.结论:2种罗布麻药用成分种类相似,可为大麻状罗布麻作为药用植物开发提供理论依据.

在植物响应紫外线B(ultraviolet-B,UV-B)的过程中,UV-B光受体UVR8(UV Resistance Locus 8)对植物的光形态建成和生长代谢等过程具有重要调控作用.为探究罗布麻属植物UV-B光受体信息,该研究通过罗布麻(Apocynum venetumn)和大麻状罗布麻(A.cannabinum)全基因组数据进行UV-B光受体UVR8的筛选与生物信息学分析,同时利用转录组数据分析UV-B胁迫处理下的UVR8基因表达模式.结果表明:(1)罗布麻有6个UVR8基因,大麻状罗布麻有5个UVR8基因,前者分布在1、7、9和11号染色体上,后者分布在1、8和9号染色体上.(2)UVR8蛋白为亲水性稳定蛋白,定位在细胞核,不存在跨膜结构和信号肽,二级结构主要由延伸链、无规则卷曲、α-螺旋和β-转角构成.AvUVR8b和AcUVR8a蛋白三级结构与拟南芥UVR8(AtUVR8)最为类似,并且与小粒咖啡(CaUVR8)和伊德斯种咖啡(CeUVR8)的亲缘关系最近.同时发现罗布麻AvUVR8b和大麻状罗布麻AcUVR8a基因和蛋白结构与AtUVR8基因及蛋白高度相似.(3)当以一定剂量UV-B(17.52 kJ·m-2·d-1)处理两种罗布麻植株时,AvUVR8b和AcUVR8a的表达量上调.据此推测在响应UV-B时,AvUVR8b基因在罗布麻中起主要作用,AeUVR8a基因在大麻状罗布麻中起主要作用.(4)顺式作用元件分析结果表明,UVR8的表达受光照、温度、水分、氧气和激素等因素的调控.该研究将为进一步研究罗布麻属UVR8的基因功能奠定基础,同时为解析罗布麻属植物适应UV-B的分子机制提供线索.

大麻状罗布麻是重要的经济和生态作物,由于基因组数据匮乏和分子标记少而限制其遗传研究工作的开展.本研究利用Illumina测序平台对大麻状罗布麻的基因组大小进行测定,通过生物信息学方法对其基因组杂合度和重复序列等基本信息进行预估,并做了基因组的初步组装,在此基础上对其基因组序列进行了SSR查找.研究结果表明,总测序量为31.94 Gb,测序质量正常(Q20≥90％,Q30≥85％),与NCBI核苷酸数据库(NT)比对显示样本不存在外源污染;K-mer分析(K=17)结果显示,大麻状罗布麻基因组大小为239.02 Mbp,杂合率为0.56％,重复序列占全基因组比例为36.72％,初步预估大麻状罗布麻基因组为复杂基因组;采用K-mer---41进行基因组初步组装,共获得273336条contigs,N50为3838 bp,总长为222723253 bp,进一步将contigs进行连接、延长,组装得到224587条scaffolds,N50为6421 bp,总长为226378236 bp;此外,对基因组数据进行SSR分子遗传标记分析,共鉴定出117511个SSR,不同类型核苷酸重复差异较大,单核苷酸重复最多,六核苷酸重复最少.该研究为后续全基因组denoVo测序及组装策略提供依据.