红花龙胆(Gentiana rhodantha Franch.)别名龙胆草、星秀草,为龙胆科(Gentianaceae)龙胆属Gentiana多年生草本植物,收载于《中国药典》(2020版),以全草入药,味苦,性寒,具清热利湿、解毒等功效,常被用于治疗急性黄疸型肝炎、痢疾、风热感冒、胃痛等疾病。目前,国内外对红花龙胆的研究主要集中在提取工艺、含量测定,对红花龙胆中次生代谢物生物合成机制方面研究较少,对红花龙胆地上和地下部分主要药用物质合成基因的研究几乎没有。因此,本研究将以红花龙胆地上和地下部分为材料,通过利用转录组和代谢组手段,系统地分析红花龙胆地上和地下部分主要药用JQ1纯度物质积累的差异情况,对红花龙胆以后的研究有重要的理论和实践意义。本文主要结果如下:(1)利用转录组测序技术对红花龙胆地上和地下部分的6个样本进行研究,总共获得39.65 Gb的测序数据,从头组装后得到112526个基因。对不同部分红花龙胆进行差异分析,共获得15539个差异表达基因,地上和地下相比,7730个差异基因Staurosporine体内下调,7809个差异基因上调。环烯醚萜生物合成途径共注释了80个差异基因,地上部分和地下部分相比,53个基因下调,23个基因上调;黄酮类生物合成途径共注释了72个差异基因,地上和地下相比47个基因下调,25个基因上调。(2)利用次生代谢组学对红花龙胆地上和地下cryptococcal infection部分的次生代谢物进行研究,共检测到632种代谢物。运用变量重要性投影分析和差异倍数值筛选共得到250个差异次生代谢物,地上和地下部分差异次生代谢物相比,上调的代谢物有50个,下调的代谢物有200个。对其进行KEGG功能注释和富集分析,发现在红花龙胆地上和地下部分中,环烯醚萜注释了2个差异代谢物,黄酮类注释了15个差异代谢物。通过检测发现,红花龙胆中芒果苷和獐牙菜苷主要在地上部分合成。(3)深度挖掘红花龙胆地上和地下部分转录组和代谢组中与环烯醚萜类合成相关基因和代谢产物,对注释在合成途径上的差异基因和代谢物进行聚类分析和相关性分析。发现4个注释在环烯醚萜途径上的次生代谢物都在红花龙胆地上部分主要积累;11个差异基因在红花龙胆地下显著表达,34个基因都是红花龙胆地上部分显著表达,与转录组和代谢组所测结果基本一致,在此基础上,结合环烯醚萜途径关键酶研究进展,最后筛选到5个参与环烯醚萜生物合成的重要基因。(4)对红花龙胆地上部分和地下部分黄酮合成途径进行注释,共有72个差异基因,15个差异代谢物注释到黄酮途径上。对注释在合成途径上的差异基因和代谢物进行聚类分析和相关性分析。2个差异代谢物在主要地下部分合成,其余13个差异代谢物主要在地上部分合成。结合黄酮类基因-代谢网络互作图,最终共从黄酮类生物合成途径中筛选出8个重要基因。(5)对筛选出来的13个关键基因进行荧光定量表达分析,发现13个基因均在地上部分中显著表达。环烯醚萜通路中10HGO、DXS和DXR三个基因在红花龙胆花中显著表达,HMGR的2个基因,一个在红花龙胆茎中显著表达,1个在叶片中显著表达;黄酮途径中CHS家族2个基因均在茎中显著表达,FLS中1个基因和CHI中2个基因在花中显著表达,其余3个基因在叶片中显著表达。