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青蒿来源于菊科蒿属一年生草本植物黄花蒿(Artemisia annua L.)的干燥地上部分,为我国的传统中药,其主要活性成分是倍半萜内酯化合物青蒿素。主要用于疟疾,其作用机理是改变疟原虫膜系结构,最终使疟原虫死亡。目前,首选途径依然是通过人工栽培并从黄花蒿原植物中提取分离青蒿素。本实验室前期研究发现小剂量镉能够促进青蒿素的积累。本论文通过多剂量镉胁迫黄花蒿,研究其对黄花蒿体内次生代谢产物积累规律及次生代谢产物合成途径中关键酶基因表达的影响。另外,通过差异表达分析在MAPK家族中筛选与镉胁迫有关的MAPK基因,以初步探讨黄花蒿中MAPK级联途径在镉信号传导过程中的作用及其对次生代谢产物积累的影响。本论文主要研究成果如下：1黄花蒿种苗个体差异性研究通过观察株高、长势、叶片颜色以及青蒿素等次生代谢产物的含量,考察实验所用材料的个体差异性。结果提示在进行Hoagland营养液培养时,应选取植株株高、长势及叶片颜色相同且健壮的种苗作为实验材料。2重金属镉对黄花蒿体内青蒿素等次生代谢产物积累的影响将Cd(N03)2·4H20添加到营养液中培养黄花蒿,采用LC-MS方法检测多浓度镉处理黄花蒿1d和3d后,地上部分青蒿素、青蒿酸、青蒿乙素和二氢青蒿酸含量并进行统计分析。结果显示：处理3d后,青蒿素(60、80、120μM处理组)、青蒿酸(60、120μM处理组)、青蒿乙素(120μM处理组)的含量分别与对照组相比在P<0.05水平均存在显著差异,而二氢青蒿酸的含量与对照组相比未表现出显著差异。实验表明,重金属镉能显著提高青蒿素、青蒿酸和青蒿乙素的含量。3重金属镉诱导下黄花蒿内参基因稳定性研究选取黄花蒿的Actin、18s rRNA、PAL、GAPDH和CPR作为候选内参基因,设计特异性引物,通过实时荧光定量PCR,利用geNorm、NomFinder、BestKeeper、 Delta CT以及RefFinder软件和方法对5种内参基因在不同浓度镉处理下黄花蒿叶片中的表达稳定性进行分析,为黄花蒿基因差异表达研究提供可靠的内参基因,确保黄花蒿基因表达分析结果的可靠性。结果表明在不同浓度镉处理下,黄花蒿叶片中候选内参基因的表达稳定性存在差异,综合分析得出候选内参基因表达稳定性顺序依次为Actin>18S rRNA>PAL>GAPDH>CPR.4重金属镉诱导下青蒿素合成途径中关键酶基因差异表达研究通过Real-Time PCR的方法对黄花蒿在不同浓度镉处理下青蒿素合成途径中关键酶基因HMGR、FPS、ADS、CYP71AV1、CPR、ALDH1、DBR2、DXS和DXR进行差异表达分析。结果显示,在镉处理下ADS、CYP71AV1、DBR2和ALDH1的表达量在4,8h相对于CK组都有很大的提高,表示这些基因能很快响应镉刺激。表明了在镉诱导下ADS、CYP71AV1、DBR2和ALDH1四个基因是影响青蒿素等次生代谢产物积累的关键酶基因。5重金属镉诱导下信号传导MAPKs基因的差异表达研究拼接SRA数据中黄花蒿EST序列得到Unigene,通过BLAST及结构域的分析获得了17个黄花蒿的MAPKs基因。通过Real-Time PCR的方法对黄花蒿在不同浓度镉处理下MAPKs基因进行差异表达分析。结果显示,两个MAPK基因的表达受到了镉的抑制,同时有4个MAPK基因的表达量在镉的诱导下升高。表明镉能够激活黄花蒿MAPK基因,MAPK级联途径可能在镉影响黄花蒿次生代谢产物合成中承担着将细胞外镉信号传递到细胞内的作用。