灯盏花(Erigeron breviscapus(Vant.)Hand-Mazz.)又名灯盏细辛、短葶飞蓬,为菊科(Compositae)飞蓬属(Erigeron)多年生草本植物,主要分布于中国云南、四川等西部和西南部海拔1200-3500 m的地区。灯盏花中已鉴定出黄酮、黄酮苷类、吡喃酮类、倍半萜、咖啡酰类等成分,其中黄酮及黄酮苷类和咖啡酸酯是其主要活性化合物,广泛应用于脑血管疾病的治疗。茉莉酸甲酯(Me Ja)是一种新型植物生长调节物质,在植物抵抗逆境和应对胁迫中具有十分重要的作用。当植物受到生物和非生物逆境胁迫时,Me Ja可以应答外界信号,调控抗逆基因增强植物的抗逆性,并调控植物的生长发育和次生代谢。本文以灯盏花为研究对象,采用土培方式,以不同浓度对灯盏花进行茉莉酸甲酯喷施处理,通过植株形态和次生代谢产物黄酮含量的变化,获得茉莉酸甲酯缓解干旱的最适合条件。在此基础上,对茉莉酸甲酯处理下的灯盏花进行了叶绿素荧光分析及根和叶进行转录组测序,从组学水平上揭示茉莉酸甲酯处理下其相关基因的变化,希望能解析茉莉酸甲酯对灯盏花抗旱提高以及干旱胁迫对灯盏花黄酮物质提高的mechanical infection of plant机制,并分析涉及基因在茉莉甲酯缓解干旱与黄酮含量调控间的相关性。主要研究成果如下:1.设置3个浓度(0.5mmol/L、1mmol/L、1.5mmol/L)的茉莉酸甲酯处理灯盏花,其中1mmol/L茉莉酸甲酯溶液喷施可明显缓解灯盏花的干旱胁迫。对叶片含水量、黄酮含量、土壤含水量、气孔大小以及叶绿素含量的相关生理指标进行检测发现与干旱、正常的对照植株相比,1mmol/L喷施茉莉酸甲酯的灯盏花植株叶片含水量和叶绿素含量升高;根和叶的黄酮含量均升高,土壤含水含量下降和气孔关闭等,表明外源茉莉酸甲酯处理可有效缓解干旱胁迫对灯盏花的损伤和提高黄酮含量。2.利用叶绿素荧光成像仪对不同处理的外植体进行测定。分析灯盏花在茉莉酸甲酯、干旱、正常下的F_0、F_v/F_m、NPQ和Qp的变化(荧光参数都有斜体)。结果发现干旱组中的F0值最高,随着处理时间的加长F_O、NPQ和Qp在增加,Fv/Fm在下降。而茉莉酸甲酯处理组的F_O、NPQ和Qp在下降,Fv/Fm在增加。表明干旱胁迫可明显引起其叶绿素荧光参数的变化,其光合效能降低,热耗散增高明显。而茉莉酸甲酯处理,尤其是1mmol/L的茉莉酸甲酯处理可缓解叶绿素荧光参数的变化。3.对不同条件处理的材料进行转录组分析结果发现:在正常组和干旱组中叶的差异表达基因中上调的基因有1521个,下调的基因有3372个,根的差异表达基因中上调的基因有482个,下调的基因有716个。在干旱组和茉莉酸甲酯ABT-199分子量组中叶的差异表达基因中上调的基因有1862个,下调的基因有632个,根的差异表达基因中上调的基因有625个,下调的基因有306个。在BYL719体外正常组和茉莉酸甲酯组中在叶片差异表达基因中上调的基因有1039个,下调的基因有1596个,根的差异表达基因中上调的基因有794个,下调的基因有826个。GO功能分析结果显示:叶的差异基因主要富集在细胞膜、膜组成、内膜成分、催化活性、水解酶活性、细胞过程、细胞内细胞器、细胞器、生物合成过程。根的差异基因主要富集在细胞膜、膜组成、膜的整体组分、内膜成分、催化活性、水解酶活性和转移酶活性。KEGG功能分析结果显示:叶的差异基因主要富集在氨基酸的生物合成、淀粉和蔗糖代谢、碳代谢作用、植物激素信号转导、苯丙烷的生物合成、核糖体、细胞周期。根的差异基因主要富集在细胞周期、DNA复制、减数分裂-酵母、细胞周期-酵母、苯丙烷的生物合成、碳代谢作用、氨基酸的生物合成、淀粉和蔗糖代谢。4.对转录组中有关苯丙烷生物合成、植物激素信号转导和黄酮类生物合成相关途径中的差异基因进行分析,发现茉莉酸甲酯处理下植物在2个方面参与灯盏花逆境的调控:一是在茉莉甲酯的调控下,有部分合成黄酮类相关基因基本上调,促进植物形成黄酮类物质。二是茉莉酸甲酯处理下有缓解干旱的基因在起上调作用。干旱缓解和提高黄酮相关基因有:PAL(苯丙氨酸解氨酶)、COMT(咖啡酸3-O-甲基转移酶)和4CL(反式肉桂酸4-单加氧酶)、CHS(查耳酮合酶)、ANS(花青素合酶)这些基因可以形成黄酮类物质。与干旱和茉莉酸甲酯相关的基因有K13464 JAZ(茉莉酸酯ZIM结构域蛋白)、K14506JAR1＿4＿6(茉莉酸-氨基合成酶)、K14432 ABF(ABA响应元素结合因子)等。综上所述:茉莉酸甲酯具有缓解灯盏花干旱胁迫的作用作用,同时具有提高黄酮含量的作用。研究结论不仅为研究灯盏花次生代谢调控、干旱胁迫的调控机制以及二者间的相关性提供基础,同时也为进一步探讨茉莉酸类激素对灯盏花物质代谢和活性成分合成的调控机制提供了基础数据。