生姜（Zingiber officinale Roscoe）是姜科多年生草本植物的新鲜根茎,广泛存在与热带、亚热带地区,是一种非常典型的药食同源植物,具有较高的食用和经济价值。姜辣素是生姜辣味的主要呈味物质,也是生姜多种功能活性的主要功能因子,在医药、食品、调味品、化妆品和卫生等领域具有广阔的应用前景。但不同品种姜辣素含量差异仍不清楚,同时生姜中姜辣素生物合成途径中的一些关键酶也尚未明确。本研究对不同生姜品种姜辣素进行提取和高效液相色谱仪测定其含量,统计分析品种间姜辣素含量差异,并对姜辣素合成通路中关键酶PKS及转录因子GRAS进行生物新信息学分析和功能验证。本研究研究结果总结如下:1、生姜种质资源姜辣素含量测定基于PCA和HCA结果表明,所有品种可明显被分开,10个生姜品种间姜辣素含量存在显著差异;根据对生姜中提取的姜辣素成分及含量测定结果,测定结果显示姜辣素含有24种成分,对结果进行分析发现6-姜酚是姜辣素的主要成分,与姜辣素其他成分相比含量最高。2、姜辣素合成关键酶基因功能验证课题组前期对生姜基因组进行分析,获得姜黄素合成通路,推测出姜黄素合成途径末端合成关键基因PKS（PKS1、PKS7）和AOR,PKS1和PKS7分别与CURS和DCS序列有较高的同源性。合成PKS1、PKS7和AOR目的基因片段,将其分别构建到PET-28原核表达载体上,经过镍柱亲和层析成功纯化出PKS1、PKS7和AOR蛋白。将底物阿魏酰辅酶A和丙二酰辅酶与蛋白酶分步进行反应,对反应结果通过高效液相色谱仪测定姜黄素和姜辣素峰值。在阿魏酰辅酶A和丙二酰辅酶A与PKS1和PKS7反应产物中,通过色谱仪检测出姜黄素的存在,验证了选择的酶是具有催化活性的,以及PKS酶在姜黄素合成中的作用,为进一步探索解析姜辣素合成研究提供参考。3、生姜GRAS基因家族分析前期通过转录组分析,鉴定了生姜根状茎、根和茎五个发育阶段的差异表达基因（DEGs）。根据姜辣素生物合成结构基因与转录基因的共表达网络表明,有多个转录因子与姜辣素合成有关,其中包含了GRAS转录因子。GRAS家族蛋白是植物中最丰富的转录因子之一,它们在植物发育、代谢以及生物和非生物胁迫反应中起着至关重要的作用。目前还没有对生姜中GRAS基因的相关研究,因此我们选取GRAS基因家族对其进行深入分析。本研究通过对生姜全基因组序列的检索,鉴定出66个GRAS基因被分为9个亚家族,分布在姜的全部11条染色体上。共鉴定出与66个GRAS基因相关的1个串联复制事件和25个片段复制事件。通过GO富集分析,大多数生姜GRAS蛋白在许多不同的生物过程中发挥重要作用。分析了生姜GRAS家族基因在不同组织、不同发育阶段以及不同非生物胁迫处理下的表达规律。在促进区分析的基础上,我们发现在促进区有生长相关的、非生物响应的和激素响应的顺式元件。基于以上分析为进一步研究转录因子在姜辣素合成中的作用提供基因储备。综上,对10个生姜品种姜辣素含量分析,验证PKS酶在姜黄素和姜辣素合成中的作用,以及对其中转录因子GRAS基因做了详细的分析,为解析姜辣素合成途径提供参考和基因储备。