紫草宁及其衍生物(Shikonin and its derivatives)是萘醌类天然色素,在紫草科植物如硬紫草、新疆紫草的根部合成并积累,具有消炎、抗菌、抗肿瘤等活性。基于课题组前期的转录组学研究结果,我们推测10-羟基香叶醇氧化还原酶(10-hydroxygeraniol oxidoreductase,10-HGO)可能在调节紫草宁的生物合成代谢方面具有重要的功能。本研究通过将紫草10-HGO基因在拟南芥中进行过表达并分析其对转录组表达谱的影响,初步探讨紫草10-HGO基因所可能参与的次生代谢产物合成调控分子机制。数据分析发现,10-HGO基因过表达组与空载体对照组相比,共筛得126个差异表达基因,其中表达下调基因有71个,如4-香豆酸CoA连接酶、过氧化物酶、细胞色素P450 704B1等;表达上调基因有55个,如咖啡酰辅酶A O-甲基转移酶、线粒体泛醌氧化酶3、木葡聚糖水解酶17(等。126个差异表达基因中只有114个有GO注释,分别注释到不同的Term中,例如其中9个差异表达基因被注释到花粉壁组件Term中、9个差异表达基因被注释到胞外基质组件Term中、 4个差异表达基因被注释到孢粉素生物合成过程Term中等。10-HGO基因过表达后对拟南芥中苯丙素生物合成通路、苯丙氨酸代谢通路、色氨酸代谢等代谢途径均有显著影响,正反馈促进了苯丙氨酸途径和色氨酸代谢通路。这些结果为进一步研究10-HGO在紫草宁及其衍生物生物合成途径中的具体功能提供了有益参考。