黄酮是一类是广泛存在于植物体内,能直接影响植物外观与食品风味的次生代谢物。荞麦(荞麦属)是蓼科的一种古老的假谷类植物,富含芦丁等黄酮类化合物,因其具有降低血浆胆固醇水平、抗癌、抗炎等功效,兼具药用和食用功效,近年来受到广泛的关注。目前,鉴定和分析苦荞黄酮生物合成相关结构基因的研究很少,对它们功能特性的研究更是寥寥无几,因此对黄酮类生物合成途径关键酶基因的深入研究是十分必要。本研究利用RNA-Seq技术筛选出苦荞黄酮生物合成关键候选基因。利用农杆菌侵染技术,构建候选基因的过表达转基因毛状根,通过检测转基因毛状根中的总黄酮、芦丁含量,发现FtGT1、FtGT2、FtGT3、FtGT4、FtGT5、FtGT6、FtGT7基因可能调控总黄酮的生物合成,为揭示苦荞黄酮类物质的生物合成的调控机制提供参考。主要研究结果如下:1利用RNA-Seq技术在苦荞中筛选出140个受茉莉酸调控且差异表达的糖基转移酶。通过同源比对分析,发现有7个基因可能参与苦荞黄酮类物质的生物合成,把它们命名为FtGT1、FtGT2、FtGT3、FtGT4、FtGT5、FtGT6、FtGT7。2提取上述基因的蛋白序列,利用SOPMA、SWISS-MODEL软件对所编码蛋白的二级、三级结构进行预测,结果显示这7个基因均含有在α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲四种构象。多重序列比对发现,它们均含有一个PSPGbox,且在C端还存在一段高度保守氨基酸序列HCGWNS基序,这与糖基转移酶识别、结合受体分子相关。系统发育分析发现FtGT1、FtGT2、FtGT3、FtGT4、FtGT7归属UF7GT家族;FtGT5、FtGT6则归属于UF3GT家族,它们均属于典型的GT-B型糖基转移酶。3利用农杆菌侵染法构建FtGT过表达转基因毛状根,通过检测转基因毛状根中总黄酮和芦丁的含量发现:FtGT1、FtGT2、FtGT3、FtGT4、FtGT5、FtGT6、FtGT7促进总黄酮的积累,FtGT1促进芦丁的积累,而FtGT2、FtGT3、FtGT4、FtGT5、FtGT6、FtGT7毛状根中芦丁的含量没有明显变化。4利用实时荧光PCR技术进一步发现,FtGT1在根中的表达水平最低,茎中最高;Me JA处理可以诱导FtGT1pro::GUS转基因毛状根GUS活性升高。