目的：以植物免疫应答为切入点，筛选人参重要抗胁迫基因，明确其生物活性并探讨其机制，为人参病害的防治及生物农药的开发奠定理论支撑。
　　方法：以五年生人参展叶期、开花期、绿果期、红果期、果后期的根、茎、叶为研究对象，采用改良Trizol法提取人参总RNA，利用Illumina/Solexa测序平台及双末端测序方法对人参进行转录组测序，构建人参不同时期不同组织转录组数据库；将基因时空表达分析与基因表达特征分析相结合，从数据库中筛选人参抗胁迫候选基因；采用生物信息学分析方法对防御素和脂质转移蛋白进行结构预测分析；以拟南芥为模式生物，采用农杆菌介导方法，筛选转防御素和脂质转移蛋白基因阳性植株；以对根腐病、锈病、高盐、干旱等的抗胁迫能力为指标，研究两种基因的生物活性；通过检测植物抗逆信号转导反应中的关键信号：水杨酸、茉莉酸、叶绿素、电解质率、丙二醛、脯氨酸、SOD等及抗胁迫相关基因的表达情况，探讨两种基因抗逆的生物学机制。
　　结果：1.建立了不同生长时期、不同生长部位的人参转录组数据库15个，并分析基因时空表达量差异，筛选出与抗胁迫有关系的基因18个，其中PR家族成员11个，其他家族成员7个。进一步将其与人参病害相关联，筛选出了2个候选基因：防御素和脂质转移蛋白。
　　2.蛋白的结构分析结果表明：防御素蛋白总分子量为8927.33，氨基酸总数80，理论等电点为8.36；氨基酸残基全部位于生物膜外；具有防御素家族的典型结构1个α螺旋和3个β折叠；与三七、豚草、胡萝卜防御素序列同源性相对较高，确定其属于防御素家族。脂质转移蛋白总分子量为12091.19，氨基酸总数120，理论等电点为8.46；蛋白质具有跨膜结构；具有脂质转移蛋白典型的结构包括4个α螺旋；与茶树、猕猴桃序列同源性相对较高。
　　3.成功构建了防御素和脂质转移蛋白植物表达载体pCAMBIA1303-DEF、pCAMBIA1303-LTP；筛选出了转防御素蛋白的拟南芥纯合株系D1、D2、D3、D4以及转脂质转移蛋白的拟南芥纯合株系L1、L2。
　　4.考察转基因拟南芥对根腐病菌、锈病菌、高盐、干旱胁迫的防御作用，结果表明：高表达防御素基因可以显著提高拟南芥对根腐病的抗病能力，但对抗锈病影响较弱；可显著提高盐胁迫及干旱胁迫条件下的拟南芥种子萌发率，但未能抵抗盐胁迫及干旱胁迫所引起的存活率下降。高表达转脂质转移蛋白基因可以提高拟南芥对根腐病和锈病的抗病性能力；可显著提高盐胁迫及干旱胁迫条件下的拟南芥种子萌发率，能够抵抗盐胁迫及干旱胁迫所引起的存活率下降。
　　5.转防御素基因的拟南芥，可提高根腐病菌胁迫下水杨酸含量，降低茉莉酸含量；同时，上调水杨酸信号通路中的水杨酸合成酶关键基因PAL及水杨酸激活标志基因PR1、PR2和PR5；抑制茉莉酸合成酶关键基因AOS、COR-I表达量。由此可见，防御素抗根腐病菌胁迫作用是依赖水杨酸通路，抑制了茉莉酸信号通路来实现的。
　　6.转防御素基因拟南芥，可抑制盐胁迫下丙二醛含量的升高，从而减缓高盐造成的植物细胞膜损伤。可提高干旱胁迫下SOD活性、抑制丙二醛含量的升高，从而降低活性氧产生的毒害作用以及减缓失水造成的植物细胞膜损伤。
　　7.转脂质转移蛋白基因拟南芥，可以提高盐胁迫下叶绿素合成、降低丙二醛含量，从而减缓高盐造成的植物细胞膜损伤。可以提高干旱胁迫下脯氨酸合成、提高SOD活性、降低丙二醛含量，说明脂质转移蛋白高表达保护了渗透胁迫下胞质和液泡之间的渗透势平衡，降低了活性氧产生的毒害作用以及减缓了失水造成的植物细胞膜损伤。
　　结论：1.建立不同生长时期、不同生长部位的人参转录组数据库并进行基因时空表达分析，是筛选人参抗胁迫候选基因的可行途径。
　　2.在人参的生长过程中，人参可通过其自身免疫应答系统的启动，特异性高表达以PR家族为代表的抗胁迫基因。其中防御素和脂质转移蛋白人参病害关联更为密切。
　　3.人参防御素和脂质转移蛋白具有其家族的典型结构。
　　4.人参防御素和脂质转移蛋白具有不同生物活性。高表达防御素基因可以显著提高拟南芥对根腐病的抗病能力，但对抗锈病影响较弱；高表达转脂质转移蛋白基因对根腐病和锈病的抗病性能力均可显著提高。高表达脂质转移蛋白基因对非生物胁迫的抵抗作用要强于高表达防御素基因。
　　5.转防御素基因拟南芥对根腐病菌的抗病能力是通过激活水杨酸信号通路，抑制茉莉酸信号通路来实现的。
　　6.两种基因在非生物胁迫条件下，都可以提高SOD活性、降低丙二醛含量，但脂质转移蛋白还可以提高叶绿素以及脯氨酸的合成。