金银花为我国传统药用植物,全株均可入药,具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等药理作用。近代主要以花Colorimetric and fluorescent biosensor入药,但受花期限制且采摘期较短,而金银花叶功效成分与花相似,产量高且不受时间限制。有研究证明低温胁迫能够诱导金银花叶片中花青素的积累,但低温对其他次生代谢产物的影响还尚未揭示。本研究通过生理指标测定、指标性成分测定和比较转录组分析,系统的研究了金银花叶片响应低温胁迫的分子机理,主要研究结果如下:1.在点击此处低温胁迫下,金银花叶片逐渐由绿色变为紫色;丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白显著积累,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力呈现先升高后下降或不变的趋势,说明金银花叶片通过积累渗透调节物质和激活抗氧化酶系统来缓解低温带来的伤害。2.通过转录组测序技术对金银花叶片在低温处理0(SP)、15(T15)和30天(T30)时的基因表达谱进行了分析,一共构建了9个c DNA文库,获得了65.89Gb的Clean bases。在T15和T30的金银花叶片中分别鉴定到3715和3834个差异表达基因(DEGs),DEGs的KEGG富集分析显示,这些DEGs主要参与淀粉和蔗糖代谢途径、光合作用相关蛋白途径及激素信号转导途径等。相关途径上DEGs的表达趋势分析显示:低温处理后金银花叶片对光能的吸收减少,光合作用受到抑制;α-淀粉酶(AMY)和葡萄糖磷酸变位酶(PGM2)分别通过提高麦芽糖和6-磷酸葡萄Y-27632临床试验糖的含量来帮助金银花叶片抵御低温;油菜素甾醇(BR)及其信号转导通路可能在金银花叶片的冷驯化过程中发挥了关键的调控作用。3.通过对金银花叶片在SP、T15和T30时的色素含量及色素合成相关途径进行分析,探究了低温诱导金银花叶色变化的分子机制,主要结果如下:叶绿素含量无明显变化,可能是叶绿素的合成与降解达成动态平衡;类胡萝卜素和花青素合成相关的大部分基因都上调表达,使其显著积累,低温通过降低叶绿素含量占比和提高类胡萝卜素、花青素含量占比来诱导金银花叶色变化;低温处理后维持Ca~(2+)稳态的基因及Ca~(2+)通道蛋白基因都上调表达。4.利用HPLC对低温胁迫下金银花叶片中的指标性成分进行了定量分析,并探究了其分子变化机制,主要结果如下:绿原酸和木犀草苷含量皆显著提升,且其生物合成相关基因(PAL、C4H、4CL、CHS、F3’H等)大部分都上调表达;在金银花叶片中ERF、b HLH及MYB家族转录因子显著响应低温,其中MYB家族中正调控类黄酮及酚酸类物质合成的MYB12上调表达,而负调控类黄酮及酚酸类物质合成的MYB44下调表达。综上所述,本研究发现在10℃条件下,金银花叶片中抗氧化系统被激活,且叶绿素、类胡萝卜素和花青素的比例发生变化导致其颜色由绿色变为紫色,同时绿原酸和木犀草苷等指标性成分也显著积累,并通过比较转录组学进一步分析了以上生理变化的分子机制,从而为提高金银花叶片的观赏价值和药用价值提供新思路。