干旱对光合作用，总抗氧化能力，生物活性成分积累和转录组的影响苍术

背景

苍术菊科的一种草本植物，在生长过程中经常面临严重的干旱胁迫。到目前为止，还没有研究干旱胁迫对小麦品质形成的影响A.兰塞．因此，本研究旨在研究干旱胁迫的影响A.兰塞通过理化分析，并通过转录组分析揭示相关分子机制。

结果

干旱胁迫显著抑制了光合作用。光合参数(Pn、Gs、Ci)和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、NPQ)均发生变化，叶绿素含量下降。编码光和暗反应中重要调节酶的20个基因，包括卡尔文循环的Rubisco基因，显著下调。干旱胁迫超过4 d后，4种抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性开始下降，并随着胁迫时间的延长而持续下降。与此同时，大部分抗氧化酶编码基因均显著下调。21个与呼吸电子传递链相关的基因表达下调，表明电子传递受阻加速了过度ROS的产生．MDA含量显著升高。以上数据表明，15天的干旱胁迫对植物造成了严重的氧化损伤A.兰塞．干旱胁迫不仅降低了大小和干重A.兰塞，还降低了总挥发性油的量和主要的生物活性组分的含量。总挥发性油和atractylodin含量略微下降，而atractylon和β-Eudesmol的含量显着下降。此外，在根茎中主要表达编码倍二萜合酶的十个显着下调的基因。

结论

暴露于干旱胁迫后，同化过程受到光合作用破坏的影响;由于抑制抗氧化酶系统，损害应力耐受性;通过倍二萜合酶相关基因表达的下调阻碍了生物活性成分生物合成。所有这些都对质量形成产生了负面影响A.兰塞在干旱压力下。

苍术（Thunb。）DC，常年草药属于菊科科，已被列为濒危药用植物[1］．长期以来，这种草药一直被作为重要的生药用于治疗消化系统紊乱、风湿病、夜盲症和流感[2那3.那4.那5.]. 除此之外，已经很好地证明了A.兰塞发挥巨大的抗癌作用，尤其是治疗胆管癌和胃癌[6.那7.那8.那9.]. 最近，有趣的是发现A.兰塞是治疗2019冠状病毒病的常用药物，在国家疫情防控重点中药材中排名第一[10那11］．因此，对A.兰斯高质量。我国主要产区(江苏、湖北、河南)为温带或亚热带气候，春季干旱少雨，夏季高温;因此,A.兰塞在生长过程中经常面临严重的干旱胁迫[12]. 另外，由于农业灌溉资源的稀缺性[13人造灌溉不能被广泛实施以减轻干旱的胁迫A.兰塞．因此，干旱已成为影响小麦品质形成的主要限制因素A.兰塞．

药用植物的生理状态直接或间接地影响着其品质的形成[14］．通常，具有更好的生理特性的植物，例如更有效的光合作用和更高的应力耐受性，可以形成比生理特性差的植物更好的质量[15那16］．

光合作用是所有绿色植物最基本、最复杂的生理过程。干旱胁迫可以通过使叶片变黄、气孔关闭、光合作用减弱等方式影响植物的光合生理[17那18］．由于干旱胁迫导致的光合容量下降不仅妨碍了植物生长，而且与药用植物中产量和质量的降低直接/间接相关。因此，光合作用是一种至关重要的和广泛使用的生理指标，以评估干旱胁迫对药用植物质量形成的影响[19]. 然而，目前还没有关于植物光合反应的报道A.兰塞对干旱胁迫．这阻碍了对干旱胁迫对质量形成的影响的理解A.兰塞．

人们普遍认为，干旱胁迫会导致活性氧（ROS）的过量产生，从而破坏植物的生长和品质形成[20.]. 植物抗氧化酶是植物清除活性氧维持正常生理状态的主要防御系统[21］．因此，抗氧化酶活性的高水平对植物来说是耐受胁迫，以保持良好的生长状态并形成良好的品质。通常，当植物进行干旱胁迫时，抗氧化酶的活性最初增加，但随着干旱胁迫水平的升高而降低[22］．Zhou等人[23]戴等[24据报道，短期干旱胁迫可诱导抗氧化酶的增强活性A.兰塞幼苗减少氧化损伤。这表明干旱胁迫可能会影响抗氧化酶活性A. Lankea。但是，周氏和戴氏的研究中使用的植物材料是A.兰塞幼苗。因此，有必要对成年猪抗氧化酶活性的变化进行分析A.兰塞暴露于干旱胁迫，以了解干旱胁迫对质量形成的影响A.兰塞．

油的含量A.兰塞达到约2.02%至4.06%[25]. 挥发油主要由倍半萜组成，是植物的主要活性物质A.兰塞并且具有肝脏保护性，镇痛，抗病毒和胃肠运动活动[2那26那27]. 白术挥发油中含有高含量的白术、白术醇和白术素，它们的含量是评价白术挥发油质量的常用指标A.兰塞[28］．植物中倍半萜主要通过甲羟戊酸(MVA)途径合成[29］．通用前体法尼基二磷酸(FPP)可以通过不同的倍半萜合成酶(SSs)转化为不同的倍半萜骨架[30.］．以前的研究表明，干旱胁迫改变了Sesquiterpenes的内容OCimum Basilicum L.通过调控萜烯生物合成关键酶基因的表达[31]. 目前，国内外对倍半萜生物合成途径的研究较多A.兰塞已报告[32那33]干旱对植物倍半萜积累和生物合成的影响A.兰塞仍然不清楚。因此，必须确定主要生物活性成分的积累，并分析与倍二萜生物合成相关的基因的表达水平A.兰塞在干旱胁迫下。这将有助于我们了解干旱胁迫对小麦品质形成的影响A.兰塞．

本研究的主要研究内容是：1.建立了一个基因转录组数据库A.兰塞叶片和根茎在正常水分管理和干旱胁迫下的DNA测序，并利用实时定量反转录PCR (qRT-PCR)验证数据的准确性;2.研究干旱胁迫对水稻光合生理的影响A.兰塞通过测定叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光(chf)，分析光合作用中重要调控酶基因的表达水平;3.研究抗氧化能力A.兰塞通过测量抗氧化酶的活性并分析与抗氧化酶相关的基因表达水平的干旱和4.研究干旱胁迫对产量和质量的影响A.兰塞通过测定干重和生物活性成分含量，分析生物活性成分生物合成相关基因的表达水平。通过以上研究内容的成果，我们希望能对干旱胁迫对水稻品质形成的影响提供一个详细的了解A.兰塞．这不仅会享受发展管理策略的益处A.兰塞为了最大限度地减少干旱引起的品质下降，也有助于今后的抗旱育种A.兰塞．

转录组分析，差异表达基因(DEGs)聚类分析，qRT-PCR验证

共有351,123,566个高质量的洁净reads, Q20≥97.86%，GC基比在44.84% ~ 46.01%之间(表S1)生成的。经测序，共获得82,677个unigenes和14,0145个转录本(表S2). 82677个单基因的详细注释结果如图所示。1A，类似性最多的4种为Cynara cardunculus（51.96％），莴苣（12.31％），Helianthus Annuus.(9.03%)和Artemisia Annua.（8.67%）（图。1b）。这四种物种都属于奥斯特科伊家族，仿佛A.兰塞．

在干旱治疗（DT）组和对照（CK）组之间获得了P-Squary <0.001和|≥1,30,510℃。使用聚类分析，根据其基因表达的模式，可以将这些30,510个次数分成六簇。簇1含有4160只叶子和根茎在叶子和根茎中下调。簇2包含2714个基因，其表达在叶子中下调，但在根茎中没有显着差异。簇3含有3377个基因，其在叶片中下调并在根茎中上调。簇4含有6452次，其表达在根茎中下调，但叶子中没有显着差异。簇5含有6452次，其在叶子中上调，在根茎中下调。簇6含有7480个基因，其在叶子和根茎中是上调基因（图。2A） 是的。对六个集群中的DEG进行GO功能富集分析（图。2B） 是的。有趣的是，簇1和簇5中的许多DEG以与氧化还原过程相关的GO术语富集，例如“氧化还原酶活性”（GO:0016901）、“过氧化氢代谢过程”（GO:0042743）和“单加氧酶活性”（GO:0004497）。此外，簇3中的DEGs主要富集在与光合作用相关的GO基因中，如“叶绿体类囊体膜”（GO:0009535）和“光合膜”（GO:0034357），这些基因在叶片中均表达下调，说明植物的光合作用可能是由光合作用引起的A.兰塞被干旱胁迫抑制。

这些30510 deg也与133 KEGG途径有关（图S）1)其中代谢途径100条，占DEGs的绝大多数。值得注意的是，有三条途径与光合作用有关，五条途径与萜类化合物生物合成有关（表1）1)．

五个基因的表达水平(dn15090_c0_g1那DN474_c1_g1那DN18330_c1_g1那dn47389_c0_g1,DN54795_c0_g2)表S中列出了使用qRT PCR计算的结果3.. 基因表达趋势与转录组测序数据一致，证实了基于转录组的DEG结果在本研究中用于鉴定干旱响应基因是可靠的。

光合体系的变化及相关基因表达分析

在干旱胁迫下，所有测量的光合作用参数A.兰塞表现出明显的改变。随着干旱胁迫治疗的持续时间增加，叶绿素（CHL）含量，净光合作用（PN）和气孔电导（GS）A.兰塞均呈持续下降趋势（图。3.A-3C）。治疗第15天，DT组CHL、Pn、Gs值明显小于CK组。细胞间二氧化碳浓度A.兰塞在干旱治疗的4天内开始减少，然后从干旱胁迫治疗的第5天开始增加，导致DT组中的最终CI（图。3.d）。对于叶绿素荧光，干旱胁迫导致PSII（FV / FM）的光化学反应的潜在产量显着降低，干旱胁迫越长，还原越大（图。3.E） 是的。非光化学猝灭（NPQ）值也随干旱处理时间的延长而显著变化，前4天增加，第5天开始下降（图1）。3.F） 是的。

更深入地了解植物光合作用减少的机制A.兰塞在干旱胁迫下，在叶片中鉴定出31个DEGs编码的关键酶参与光合作用的光暗反应。在这31个DEGs中，11个上调，20个下调。总的来说，在参与光反应的七个DEG中（图。4.A） 哦，DN31152\U c0\U g2型（F-H型⁺/ na.⁺ATP合酶基因）和DN1739_c0_g1(光系统I P700载脂蛋白a1基因)表达上调。另外5个与光反应相关的下调的deg为DN21336_c0_g1（照相我p700 opezhotein a1基因），dn19968_c0_g1和DN32471\U c0\U g1型（F-H型⁺/ na.⁺ATP合酶基因），DN18889\ U c0\ U g1型（光系统II CP47反应中心蛋白基因），以及dn60086_c0_g1（光系统Ⅱ反应中心W蛋白基因）。24个DEGs参与暗反应，其中9个DEGs上调，15个DEGs下调（图1）。4.B） 是的。上调的9个DEGs包括5个苹果酸脱氢酶基因(DN7011_c0_g1那DN18398\U c0\U g1型那dn48988_c0_g1那DN69445_c0_g1和dn39038_c0_g1.），甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因（dn1992_c4_g1），核糖-5-磷酸异构酶基因（dn1163_c0_g2.），磷酸性激酶基因（dn34957_c0_g1）和一种丙酮酸，磷酸二锡酶基因（DN23841\U c0\U g1型)．下调的下调的次数包括六个苹果酸脱氢酶基因（dn1618_c0_g2.那dn45011_c0_g1那DN3381_c1_g1那DN16280\ c0\ g1型那dn61455_c1_g1,dn17392_c0_g1)，两个磷酸丙糖异构酶基因(DN7162螺纹c3螺纹g1和DN24632（c0 c0 g2），核糖糖二磷酸羧基E.基因（DN1343\ c0\ g2型），甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因（DN4492犺c0犺g3)，一个丙氨酸转氨酶基因(DN14431_c0_g1)，丙酮酸磷酸二激酶基因(dn4030_c0_g2.），磷酸性激酶基因（DN9649_c0_g1)，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因(DN3731\ c0\ g1型)果糖-1,6-双磷酸酶基因(DN39571\ c0\ g2型)．

保护酶系统的变化及相关基因表达分析

DT组SOD，POD，CAT和APX的活性高于干旱胁迫早期CK组的活性。对于草皮和豆荚，干旱胁迫的早期阶段为0至8天。对于猫和APX，它是0到4天。早期阶段后，这些酶的活动开始减少。在干旱胁迫的第15天，四种抗氧化酶的活性与CK组中的那些不同。DT组中的SOD和APX的激活性显着低于CK组中的激活性。POD活性显着高于CK组，猫活性略微（非显着）低于CK组（图。5.A-5D）。此外，MDA的量迅速增加A.兰塞干旱胁迫下，CK组MDA水平无明显变化(图8)。5.相对电导率与MDA含量的结果相似(图5)。5.F） 是的。

转录组详细分析A.兰塞在正常水分管理和干旱胁迫下提供了大量编码抗氧化酶的DEGs。共有5个SOD基因(DN3525\ c0\ g1那DN19179_c0_g3那dn19917_c0_g1那DN474_c1_g1,DN53562\U c0\U g1型)还有十种猫的基因(DN5539_c0_g4那dn42828_c0_g1那DN3870\U c0\U g1型那DN49828\ c0\ g1那dn9135_c1_g1那DN5359\ c0\ g1型那DN3848\U c0\U g1型那DN7441\ c0\ g1型那DN25688螺纹c0螺纹g1,DN3848\ c0\ g2型)．这些15次在干旱胁迫下都在下调。此外，获得了18个POD基因，包括六次上调的次数（DN21191\U c0\U g1型那dn4672_c0_g2.那dn51705_c0_g1那DN35661_c0_g1那DN2622_C1_G1,DN18330_c1_g1)和12个下调的deg(DN838\ c0\ g1型那dn68449_c0_g1那dn7681_c1_g1那dn75393_c0_g2.那DN9309_c0_g2那DN40830_c0_g1那DN52474\ c0\ g4型那DN42408\U c0\U g1型那dn61971_c0_g1那DN45395_c0_g1那DN19722\u c0\u g2型,DN15530\ c0\ g3)．

据报道，ROS可以充当第二信使，以将信号转化为转录因子，因此反转激活抗氧化酶的基因表达。因此，我们还注意到与ROS生产相关的Degs，发现21个下调的Degs与干旱胁迫下的呼吸电子传输链有关（图。6.)．21次含有四个NADH：泛醌氧化还原酶基因（DN215\ c1\ g1那dn13447_c0_g2.那DN5922_c2_g2,DN30220_c0_g1），两种细胞色素-C氧化酶基因（dn7184_c0_g1和dn26312_c0_g1）和15个ATP合成酶基因（DN7129\U c0\U g1型那DN1539\ c0\ g1型那dn1467_c0_g1.那dn19968_c0_g1那dn5265_c0_g1那dn14586_c0_g1那DN4776\ c0\ g1型那DN32471\U c0\U g1型那dn5303_c1_g2.那DN2129螺纹c1螺纹g1那DN2238_c0_g2那dn1584_c1_g3.那dn17811_c0_g1那dn27345_c0_g1和dn77850_c0_g1)．

生物活性成分内容物的变化及相关基因表达分析

根状茎A.兰塞在干旱胁迫处理15天后取样，作为质量评价的实验材料。从形态学上看A.兰塞来自DT组的小于CK组的组（图。7.此外，干旱胁迫处理导致了干重的降低A.兰塞根茎。来自DT组的根茎的平均干重为7.85±2.01g，而CK组的根茎的平均干重为14.23±4.16g。精油的比例也显示两组之间的差异。精油含量A.兰塞在CK和DTGroup中分别为0.111ml / g和0.096ml / g。此外，三种生物活性组分（Atractylon，β-eudesmol和Atractylodin）的含量显示趋势降低A.兰塞DT组与CK组比较（图。7.B） 是的。重要的是，苍术的含量明显减少（P < 0.05). 显著降低（P < 0.01）的含量。

我们接下来将注意力转化为与“三萜骨架生物合成”（MAP00900）和“SesquiterPenoid和三萜类生物合成”（MAP00909）的Degs进行了Degs，并确定了与癫痫萜类生物合成相关的18次。其中，八次含量与MVA途径有关，包括两个羟甲基戊族-CoA合酶基因（dn8392_c0_g1和DN2865_c0_g3)，四个羟甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(dn48911_c0_g2.那DN1889 c2 g2那DN86031\U c0\U g1型,dn16497_c0_g1）和两种二膦醇脱羧脱羧酶基因（DN79187\ c0\ g1型和DN23531_c0_g1)．在干旱胁迫下，这8个基因中有的上调，有的下调，即没有表现出一致的模式。此外，还获得了10个与倍半萜合成酶相关的二聚体。其中七个(DN56449\ c0\ g2那dn2689_c0_g2.那DN1597\ c0\ g1型那DN54795_c0_g2那DN18787_c0_g2那DN1159_c0_g1,dn3448_c0_g2.)显著下调(图。8.)及三(DN18629_C0_G2，DN18787_C0_G1,dn85030_c0_g1.)表达上调。这些倍半萜合成酶基因主要在根茎中差异表达（n = 8） 只有两个在叶子中表达。

药用植物品质形成是一个极端复杂的过程，主要由遗传和环境两个方面决定[34]. 当然，适宜的环境对药用植物品质的形成是非常重要的[35]. 然而，随着全球气候的恶化，药用植物在生长过程中遭遇干旱胁迫的现象越来越普遍和频繁。因此，干旱已成为影响药用植物品质形成的重要限制因素[36那37］．本研究探讨了干旱胁迫对水稻品质形成的影响A.兰塞通过光合特性、抗氧化酶活性和生物活性成分积累等方面进行了研究。

光合作用对干旱胁迫特别敏感，通常由于气孔关闭导致CO减少而受到抑制₂干旱胁迫供应和进一步的代谢损伤[38那39]. 一般来说，植物的总干物质产量等于其净光合作用[40］．因此，干旱胁迫导致药用植物中的光合速率降低，导致药用植物的低产量。在目前的研究中，Pn的显着降低A.兰塞从DT组证实，干旱胁迫持续15天，对叶片光合作用有明显抑制作用A.兰塞. 这一结果与以往的研究一致[41那42］．连续下降的GS表示有限公司的限制₂气孔闭合引起的吸收负责光合作用抑制[43］．随着延长的干旱压力，CI开始增加，表明干旱引起的代谢障碍成为另一个主要限制因素。Rubisco（核苷酸二磷酸羧酸酯）是通过催化核糖糖-1,5-双磷酸盐和CO通过Calvin循环的第一阶段参与钙素循环的关键酶₂形成两分子3-磷酸甘油酸（3-PGA）[44]. 在本研究中，一个Rubisco基因(DN1343_c0_g2)在干旱胁迫下显着下调，表明干旱胁迫导致代谢障碍A.兰塞通过抑制CO的羧化反应₂．光合速率也依赖于RuBP的再生[45］．果糖-1,6-二磷酸酶(FBP)和三磷酸异构酶(TPI)可以通过一系列转化催化甘油醛-3-磷酸(GAP)来重组RuBP [46那47]. FBP基因(DN39571\ c0\ g2型）和两个TPI基因（DN7162螺纹c3螺纹g1和DN24632螺纹c0螺纹g2）显着下调，表明干旱胁迫也可能导致代谢障碍A.兰塞通过阻碍RuBP的再生。

Fv/Fm比值代表光系统Ⅱ（PSII）光化学中心的潜在产量[48］．据报道，FV / FM竞争的价值在正常生长条件下，许多不同的植物物种中占0.83左右[49］．当植物受到干旱胁迫时，Fv/Fm尤为敏感，其值大幅下降[50］．因此，FV / FM已经成为判断干旱胁迫下植物生理状态的重要参数。在目前的研究中，FV / FM值A.兰塞在CK组中保持在相对稳定的水平，而DT组的FV / FM显示出显着减少。这证明了在干旱胁迫下均明显抑制光能转化和电子转移活性的效率。干旱胁迫诱导的FV / FM的特征降低与先前的研究一致[51那52］．Fv/Fm的降低通常与非光化学猝灭(NPQ)效率的提高有关[53］．在干旱胁迫下，显着增加的NPQ表明，过度的照射可以散发成热量以保护A.兰塞干旱造成的破坏。PSII效率的降低与干旱胁迫诱导的PSII类基因表达下调同时发生，说明PSII效率的降低是水稻光合作用抑制的另一个主要限制因子A.兰塞在干旱压力下。

再加上A.兰塞在干旱胁迫下，我们推测干旱抑制了植物的光合作用A.兰塞通过关闭气孔，降低CHL含量，限制PSII的效率并诱导代谢损伤，从而产生屈服下降，从而影响质量形成A.兰塞．

干旱胁迫不可避免地导致ROS的过量产生，ROS可氧化生物膜，形成脂质过氧化产物，损伤细胞[54］．抗氧化酶形成反对ROS的第一道防线，并据报道，在许多植物中直接或间接地直接或间接贡献，例如米饭[55]，alfalfa [56]还有油菜[57］．Adebayo（2015）表示，干旱胁迫下玉米的持续产量与更好的抗氧化活动直接相关[58]. 在干旱胁迫早期，DT组SOD、POD、CAT和APX活性均高于CK组。这与周代的研究是一致的。这说明在干旱胁迫早期，ROS作为第二信使参与胁迫信号转导途径，激活抗氧化酶活性。与其他植物一样，抗氧化酶活性的诱导是一种适应策略，它是A.兰塞用来克服氧化应激。ROS生产和抗氧化酶活性之间的平衡确定是否会发生氧化信号和/或损坏[59］．随着干旱治疗的持续时间增加，所有四种抗氧化酶的活性降低。在第15天，除了POD外，与CK组中的那些相比，SOD，Cat和APX的活性降低。并且基因表达分析确定了35个抗氧化剂酶基因，其中26个在15天的干旱胁迫下显着下调。这可能反映出低罗斯清除能力和增加损坏A.兰塞15天的干旱压力。许多先前的研究报告了渐进式干旱胁迫下的抗氧化酶活性降低。此外，21例显着下调与呼吸电子传输链相关的基因A.兰塞干旱胁迫下，电子传递受阻会加速ROS的积累[60］．因此，可以得出结论，在15天的干旱压力诱导的ROS水平A.兰塞超出了植物本身的可调范围，抗氧化酶系统不能再去除了过量的ROS。在干旱胁迫下，MDA和相对导电性的显着升高也明显了严重的氧化损伤A.兰塞由干旱胁迫引起的。我们的数据组合在一起，表明抗氧化酶活性的显着下降是影响的重要因素A.兰塞的应力容限，从而影响成型质量A. Lankea。

白术中挥发油含量及白术素、β-桉叶醇、白术素的含量常作为评价白术质量的指标A.兰塞[28］．在本研究中，白术挥发油含量降低，白术、β-桉叶醇、白术素含量降低A.兰塞在干旱胁迫下。这证实了15天的干旱胁迫对土壤质量产生了负面影响A.兰塞．倍半萜生物合成相关基因的表达分析提供了18个deg。虽然参与倍半萜生物合成上游的DEGs的表达调控并不一致，但编码倍半萜合成酶(倍半萜生物合成下游关键调控酶)的7个DEGs明显下调。这说明干旱胁迫可能通过降低倍半萜合成酶相关基因的表达量来减少倍半萜组分的积累。总体而言，倍半萜合成酶基因表达下调，挥发油、白术、β-桉叶醇和白术素含量降低，说明干旱胁迫减缓了生物活性成分的合成和积累，从而影响了白术品质的形成A.兰塞．

干旱压力影响了质量形成A.兰塞从以下三个方面。首先，在深色反应中编码重要调节酶的基因显着下调，PSII的效率受到限制，因此显着抑制光合作用。其次，抗氧化酶的基因表达和活性主要是下调，因此应力耐受性A.兰塞受到了损害。第三，倍半萜生物合成关键酶基因表达下调，从而减缓了倍半萜生物活性成分的积累A.兰塞．

植物材料与干旱胁迫处理

A.兰塞从江苏句容茅山（N31°79′14.98〃，E119°32′19.56〃）获得，鉴定为苍术（Thunb。）DCby Professor Wei Gu (School of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, China). The voucher was deposited in Department of Chinese Medicine Resources, Nanjing University of Chinese Medicine with ID MCZ-19–001.TheA.兰塞在本研究中使用的是人为培养，因此，没有允许收集所需的许可A.兰塞. 然后将植物移植到南京大学中医药园（NUTCM）。五A.兰塞植株置于塑料盆内(顶部直径38 cm，底部直径32 cm，高度35 cm)，干土约20 kg。盆栽植物生长在25℃，相对湿度60%，光照14 h，黑暗10 h的温室中。土壤采自NUTCM药用植物园，自然风干后通过5mm筛。将风干土与农家肥按4:1的比例均匀混合配制成试验土壤。配制的试验土的详细资料如下:质地、壤土;有机质12.74 g/kg;总氮2.12 g/kg，总磷3.57 g/kg;全钾12.53 g/kg;碱解氮，63.38 mg/kg;有效磷:20.53 mg/kg; available potassium, 49.86 mg/kg; pH, 6.52. After adaption for two weeks, sixty一种．兰芒具有类似生长率的植物随机分为两组：CK组和DT组。使用TZS-IIW土壤湿度计（中国浙江省浙江顶级仪器有限公司）测量土壤含水量。将水含量保持在CK组和DT组中饱和土壤含水量的55％至65％和25％至35％，持续15天。在应激处理的0,2,4,8和15天，收集两组的叶片并分为两部分。一部分用于生理指标测量，另一部分立即在液氮中冷冻以进行RNA提取。此外，在0,2,4,8和15天内收集两组的根茎，也分为两部分。将每种样品的一半在液氮中冷冻以用于RNA萃取，另一半在40℃下烘箱干燥至恒定的质量分析。

Illumina测序和功能注释

在15天收集的两组的叶子和根茎用于使用Rneasy加上迷你试剂盒（＃74,134; Qiagen，Hilden，德国）分离总RNA。使用碎片的mRNA作为模板合成cDNA。然后进行PCR扩增，然后通过上海Megi Biomedical Technology Co.，Ltd（中国上海）对Illumina Hiseq TM 4000仪器进行高通量测序。fastx_toolkit_0.0.14（http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/)用于原始测序数据的质量评估。获得高质量的干净读数后。三一大学v2.8.5(https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq）用于将清洁读数组装成转录物序列和转液（http://hibberdlab.com/transrate.施用）用于过滤转录物。在NCBI的简短读取归档数据库中，优化的转录序列在项目附加号码（SRR8699030，SRR8699031，SRR8699039031，SRR8699032和SRR8699033）中被存储为FASTQ文件。

基因注释信息是通过NCBI非冗余蛋白数据库（NR，http://www.ncbi.nlm.nih.gov)并利用以下数据库资源进行分析：同源群聚类（COG）、Swissprot(http://www.expasy.ch/sprot.)，京都基因和基因组百科全书（KEGG，http://www.genome.jp/kegg），pfam（http://pfam.xfam.org/)和基因本体论(GO，http://www.geneontology.org). E值设置为1E^-5．

基因表达分析和QRT-PCR验证

基因表达用RSEM计算(http://deweylab.github.io/RSEM/）由FPKM（每百万千次读数）的FPKM（千分之一的碎片）标准化。Edger_3.24.3（http://bioconductor.org/packages/stats/bioc/edgeR/)采用Bonferroni一步校正法作为多试验校正方法，p-校正 < 0.05和| log2倍变化（FC）|≥ 以2例为标准。DEG富集分析采用Fisher精确检验。当错误发现率（FDR）为 < 0.05时，GO功能项目或KEGG通路被认为对DEG显著富集。

随机选取的五个基因的表达水平(dn15090_c0_g1那DN474_c1_g1那DN18330_c1_g1那dn47389_c0_g1,DN54795_c0_g2分析）分析以验证转录测序结果的准确性。QRT-PCR反应是根据Platinum®SyBR®GreenQPCR SuperMix UDG实时PCR套件指令（Thermo Fisher Scientific，Waltham，Ma，USA）进行。QPCR反应包含：在94℃下进行5分钟，然后在94℃下的40个变性循环30秒，在62℃下退火30s，并在72℃下延伸40℃。EF1A1型（编码EF-1α）作为内参照基因，2^−ΔΔCt方法用于计算基因的相对表达水平。实验三次进行，每种样品进行三次。使用Primer Premier 5.0软件（Premier Biosoft International，San Francisco，CA，USA）设计了具体的QPCR引物，并由Generay Biotech Co.，Ltd。（上海，下巴;表S4.)．

光合作用测定

采用LI-6400XT光合荧光测量系统测量光合作用和叶绿素荧光参数。测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和细胞间二氧化碳浓度(Ci)的时间为上午9:00 ~ 11:00。从中午12时开始暗适应处理2 h后，对植株进行光化学效率测定，获得Fv/Fm(变量与最大荧光的比值)。光活化1 h后，测定非光化学猝灭(NPQ)。CHL的含量采用Arnon法[61］．

保护酶活性

硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量[62]. 用BDS-6300电导率仪（中国上海一电科学仪器有限公司）测定相对电导率。采用核黄素三硝基甲苯氯化物（NBT）法和愈创木酚法测定SOD和POD活性[63］．CAT和APX的活性使用240nm和290nm的UV分光光度计UV 5200（上海上海仪器有限公司）确定[62］．

生物活性成分的测定

通过蒸汽蒸馏收集精油，根据2020年版的中国药典的挥发性油萃取方法[64］．

使用Waters e2695系列高效液相色谱（HPLC）系统（Waters Technology（Shanghai）Co.Ltd.，Shanghai，China）分析样品。韦尔克₁₈使用分析柱（250毫米×4.6毫米，5毫米;上海韦尔奇科技有限公司，上海，中国），流动相是流量的乙腈（a）和0.1％v / v甲酸溶液（b）速率为1 ml·min^-1．梯度如下：0-5分钟，10％A，5-6分钟，14％A，6-22分钟，30％A，22-27分钟，52％A，27-55分钟，80％a，55-65分钟，100％A.柱温为30℃，注射体积为10μL。对于atractylon和β-Eudesmol，检测波长分别为约ractylodin和203nm的340nm。阿提逸素，atractylon和β-Eudesmol的参考标准购自上海媛叶生物科技有限公司（中国上海）。

将四百毫克的根茎样品粉末和10ml甲醇置于棕色三角形瓶中，并精确加重。超声萃取40分钟并冷却至室温后，向混合物中加入甲醇以弥补体重减轻。然后，将上清液通过0.45μm的微孔膜来制备用于HPLC分析的样品溶液。

统计分析

使用SPSS 20.0软件（IBM Corp.，Armonk，Ny，USA），使用单向分析（ANOVA）的单向分析（ANOVA）的单向分析来评估所有数据（P <0.05）。每个实验单独进行三次，所有数据都被呈现为平均值和标准偏差（SD）。GraphPad Prism 8（GraphPad Software，San Diego，CA，USA）用于构建图表。

使用Direct Link和Login Numbers的NCBI访问数据：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/?term=SRR8699030，SRR8699030。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/?term=SRR8699031，srr8699031。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/?term=SRR8699032，SRR8699032。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/?term=SRR8699033, SRR8699033。

草地：

超氧化物歧化酶

圆荚体:

过氧化物酶

类别：

催化剂

亚太地区：

抗坏血酸过氧化物酶

COVID-19编号：

2019冠状病毒疾病

AsA-GSH:

抗坏血酸 - 谷胱甘肽

丙二醛：

丙二醛

MVA值：

甲羟戊酸

FPP：

通过二磷酸

SS：

Sesquiterpenes合成酶

QRT-PCR：

实时定量逆转录聚合酶链反应

DEG：

差异表达基因

DT：

干旱待遇

NR:

NCBI非冗余蛋白数据库

齿轮:

局部群体

小桶：

京都基因和基因组百科全书

开始：

基因本体论

ROS：

活性氧物种

CHL公司：

叶绿素

鲁比斯科：

核酮糖二磷酸羧化酶

频率/频率：

PsII光化学反应的潜在产率

净产品质量：

非光化学猝灭

3-PGA：

3-磷酸甘油

FBP公司：

的特性,6-bisphosphatase

TPI：

磷酸丙糖异构酶

差距：

Glyceraldehyde-3-phosphate

不适用。

该研究得到了中国国家自然科学基金（81573520），对中医药公共卫生服务补贴资金管理“国家中医资源调查”[财政部（2019年）39]和自然科学中国江苏高等教育机构的基金（18KJB360012）。

作者笔记

1. Aqin Zhang和Mengueue Liu是一首第一作者。

隶属关系

1. 南京中医药大学药房学院，南京，210000

   张亚金、刘梦雪、顾伟、陈紫云、顾雨晨、裴凌峰、田荣荣

2. 南京中医药大学翰林学院，泰州225300

   张亚金

3. 2 .南京中医药大学江苏省中药资源产业化协同创新中心，江苏南京210000

   魏国

贡献

AZ和ML进行了实验，进行了数据分析，并撰写了手稿；ZC、YG、LP、RT辅助数据分析；工作组监督实验，并领导数据分析和手稿撰写。所有作者都阅读并批准了最后的手稿。

相应的作者

通信魏国．

道德认可和参与同意

不适用。

出版许可

不适用。

相互竞争的利益

作者声明他们没有利益冲突。

出版商的注意事项

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