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目的:潞党参产于上党盆地,为山西道地药材,具有补中益气、健脾益肺的功效。课题组前期从党参中克隆得到蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶（sucrose:sucrose 1-fructosyltransferase,Cp1-SST）,该基因可响应干旱胁迫且在果聚糖合成代谢中发挥重要作用。目前党参基因相关的研究已经起步,但是从转录调控方向研究党参果聚糖的生物合成途径尚不明确。本文从Cp1-SST的亚细胞定位出发,探究Cp1-SST基因对干旱胁迫响应及相关糖代谢的机制,克隆Cp1-SST基因的启动子并对其序列进行功能分析以及冷胁迫处理,分析其对下游基因Cp1-SST的启动作用,同时对党参转录组数据库进行党参多糖合成相关转录因子的筛选,再结合Cp1-SST基因启动子元件分析的结果筛选转录因子,为阐明党参果聚糖合成调控的分子机制提供依据,并为探讨党参道地性形成机制奠定理论基础。方法:1.通过无缝克隆技术将Cp1-SST基因克隆至pHBT-GFP-NOS载体上,获得1-SST-GFP植物瞬时表达融合载体。利用PEG-Ca2+介导法转化拟南芥原生质体,利用荧光共聚焦显微镜观察蛋白亚细胞定位。2.采用CTAB区室法对党参基因组DNA进行提取。以党参基因组DNA为模板,利用Tail-PCR技术克隆Cp1-SST基因启动子（p1-SST）序列,并利用在线分析软件PLACE和PlantCARE对启动子中的顺式作用元件进行综合分析。克隆p1-SST全长,并构建重组载体pCAMBIA1381-p1-SST,转化农杆菌GV3101,通过菌液真空灌注法侵染烟草叶片,共培养后,进行GUS化学组织染色,观察烟草叶片的染色反应情况。3.课题组前期对党参转录组进行测序,通过数据分析筛选出相对表达量差异大的基因。采集党参拉蔓期、花铃期、盛花期、采收期这四个不同生长时期的党参根部,及党参盛花期的根、茎、叶、花、果不同的发育部位,进行RNA的提取,并反转录成cDNA,作为转录因子筛选的模板。通过荧光定量PCR分析,筛选出多糖合成相关的转录因子。结果:1.构建pHBT-1-SST-GFP重组质粒,表达1-SST-GFP融合蛋白,通过荧光共聚焦显微镜观察蛋白亚细胞定位。结果显示,Cp1-SST定位于叶绿体中。2.以党参基因组DNA为模板,利用Tail-PCR技术克隆得到Cp1-SST基因启动子序列长747 bp。利用在线分析软件PLACE和PlantCARE进行综合分析,Cp1-SST基因启动子序列中除启动子保守序列TATA-box、CAAT-box、增强子外,还包括MYB结合位点、脱水响应元件、低温响应元件等多种元件。构建重组载体pCAMBIA1381-p1-SST并转化农杆菌GV3101,真空灌注侵染烟草叶片,化学组织染色结果显示,35S::GUS（阳性对照）的烟草叶片能检测到GUS染色反应;::GUS（阴性对照）的烟草叶片未能检测到GUS染色反应;p1-SST::GUS的烟草叶片也能检查到GUS染色反应。3.对党参转录组测序后的各基因数据分析进行初步筛选,以党参不同发育时期根及同一生长时期不同组织为材料进行荧光定量PCR分析,筛选出多糖合成相关的基因。结果显示,经过荧光定量PCR筛选后,其中Unigene13082All、CL1353.contig1All、Unigene12984All、CL906.Contig2All、CL2094.Contig2All其相对表达量显著性最高。结论:1.Cp1-SST亚细胞定位于叶绿体中。结合课题组前期研究结果,推测Cp1-SST基因在根中表达,之后可能转移至蔗糖合成主要场所——叶绿体中发挥作用,为进一步合成果聚糖做准备。本文为Cp1-SST发挥功能的作用机制提供方向,也为系统地研究党参植物形态建成、生长发育甚至逆境耐性等机制奠定基础。2.利用Tail-PCR技术克隆Cp1-SST基因启动子序列长747 bp,PLACE和PlantCARE综合分析,p1-SST具备多个启动子保守序列,还有多种顺式作用元件,结构完整。构建表达载体pCAMBIA1381-p1-SST,侵染烟草进行瞬时表达分析,p1-SST::GUS的烟草叶片检查到GUS染色反应,说明p1-SST能启动下游GUS基因在烟草中表达,同时也说明p1-SST具备启动子活性,可启动下游基因Cp1-SST的表达。3.经过荧光定量PCR分析筛选后,基因Unigene12984All、CL906.Contig2All、CL2094.Contig2All可能与党参多糖的合成呈负相关;而基因CL1353.contig1All与多糖的合成相关。根据上述基因在党参转录组数据注释,可能与p1-SST存在互作关系。