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摘要地黄属包括5种多年生草本植物，茄叶地黄(Rehmannia solanifolia)、地黄（R.glutinosa）是四倍体物种，天目地黄（R.chingii）、湖北地黄(R.henryi)、裂叶地黄(R.piasezkii)是二倍体物种。属内的5个种除了地黄分布达朝鲜半岛和日本之外，其它都属于中国的特有植物。之前虽然已有大量形态、生化和分子标记的方法对地黄属种间关系进行了研究，但多种方法的研究结论不完全一致，其种间关系仍待澄清，而且仅依赖少数基因位点分析解决问题的能力有限，要揭示地黄属物种在进化过程中基因组结构是否发生变化、潜在的选择作用，以及有用药效成分的代谢通路调控，需要基因组层面的相关研究。鉴于此，本研究基于转录组技术，以地黄属五种植物的根、花、叶为材料进行IlluminateHiSeqTM2000测序组装，对地黄属五个种根、花、叶的unigene合并去冗余，以方便地黄属种间的比较转录组分析，获得天目地黄的unigene总数是88，719条，平均长度为687nt，N50长度1，230nt;湖北地黄unigene总数是82，843条，平均长度698nt，N50长度1，246nt;茄叶地黄unigene总数是72，494条，平均长度718nt，N50长度1，373nt;地黄unigene总数是85，860条，平均长度690nt，N50长度1，213nt;裂叶地黄unigene总数是92，205条，平均长度为677nt，N50长度1，202nt;将五个种unigene聚类去冗余，以方便地黄属植物和其他种属进行比较分析，获得unigene数有302，588条，平均长度713nt，N50长度1，305nt，将组装好的unigene在Nr，GO，KEGG，COG等数据库中进行比对，以完成基因功能注释，了解地黄属植物相关的药用代谢通路，为找寻关键的代谢靶点并开发与地黄属重要药用性状相关的SSR和SNP分子标记，提供基础信息。<br>　　通过地黄属五个种根、花、叶的转录组数据合并去冗余，筛选其直系同源基因，将之用于系统进化树的构建，研究地黄属植物五个物种间的系统亲缘关系，发现二倍体裂叶地黄处在地黄属的基部，二倍体天目地黄和湖北地黄构成姐妹类群，四倍体地黄和茄叶地黄聚成姐妹类群。<br>　　在生物分子进化分析中，利用Ka/Ks比值作为蛋白编码基因是否受到自然选择压力的指标，分析结果表明，地黄和其他四个物种的比对中，受纯化选择和受正向选择的直系同源基因数目都相近，只有四倍体地黄和茄叶地黄间受到纯化选择的直系同源基因较多，这也从另一角度表明，这两个物种在进化过程中亲缘关系较近。<br>　　地黄属五种植物，根部差异表达的基因数据比对分析，发现甘露糖基转移酶基因在地黄和茄叶地黄中均表达上调，而在天目地黄，湖北地黄和裂叶地黄中均表达下调。这充分说明，四倍体地黄和茄叶地黄在染色体加倍的进化过程中，甘露糖的相关代谢强度增加，根中的甘露糖含量可能也有所增加。这种基因差异性表达与地黄根表型性状差异相一致。