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多花黄精（Polygonatum cyrtonema Hua）为百合科（Liliaceae）黄精属（Polygonatum Mill.）多年生草本植物,集药用、食用、美容和观赏价值于一身,具有广阔的开发利用前景。多花黄精根状茎主要含多糖、黄酮、蒽醌、薯蓣皂苷、木脂素及对人体有用的多种氨基酸等,性平、味甘,具有滋阴润肺、提高人体免疫力、补中益气的作用和功效,是为滋补上品。但由于多花黄精生长周期长,种子繁殖需要5年以上,根状茎繁殖也至少需要3年,传统的无性繁育技术不仅使黄精优良性状难以保存,而且繁殖效率较低,极大地限制了黄精的规模化扩繁。近年来随着人们对黄精的需求量与日俱增,野生资源已远远不能满足生产的需要,工厂化生产势在必行。植物组织培养技术不仅可以很好地保存黄精的优良性状,而且还可以消除了季节等外在因素的影响,从而在可控的环境下显著提高增殖系数。因此,本研究以多花黄精为材料,对多花黄精进行无菌体系的建立,并诱导不定芽的生长,优化离体培养条件,再对优化后的材料进行甾体皂苷的测定,同时克隆得到多花黄精PcCIGR和PcSCL21基因的cDNA、gDNA全长序列,分析PcCIGR和PcSCL21基因在不同处理下多花黄精植株生长的情况,以期为多花黄精离体培养及工厂化生产提供参考与借鉴。主要研究结果如下:1多花黄精无菌体系的建立通过优化消毒和不定芽诱导条件等,建立了三明野生多花黄精的离体无菌体系。结果表明:将野生多花黄精外植体依次在清水下用软毛刷刷洗去野生多花黄精根状茎表面的泥土,在加洗衣粉的自来水中冲洗16 h,在3%多菌灵浸泡2 d（期间时常振荡摇晃）,用清水洗去表面残留的多菌灵后置于滤纸上晾放5 h,再用75%酒精处理30 s加0.2%氯化汞浸泡15 min消毒处理之后,野生多花黄精外植体的污染率低至20.2%。春季3-4月的野生黄精外植体的不定芽萌发能力和长势均明显优于11-12月。三明野生多花黄精的最佳不定芽诱导培养基为:MS+6-BA 4.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L,在其上培养时诱导出芽率高达88.0%。2多花黄精离体培养条件的优化以多花黄精的根状茎为材料,通过单因素试验研究6-BA、NAA、培养天数、光质、光周期对多花黄精不定芽增殖的影响。研究结果表明,多花黄精最适不定芽增殖培养基为:MS+4.0 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+7 g/L琼脂,各试验因素对其不定芽增殖的影响程度为:激素>光质>光周期>培养天数,试验结果表明激素对多花黄精不定芽的增殖影响明显,而培养天数、光质和光周期对不定芽的增殖影响不大,但对代谢产物的积累可能有着一定的影响。3多花黄精薯蓣皂苷的提取与测定以多花黄精根状茎为材料,对经过光质、光周期、激素等处理样品进行薯蓣皂苷的提取与测定。液相分离采用ODSC18色谱柱4.6×150mm,流动相为乙腈:水,流速1.0 mL/min,柱温30℃,进样量为10.0μL。梯度洗脱条件为起始0-5min 60:40、7-12min 90:10、12min后恢复至60:40。定量波长为210nm。薯蓣皂苷在5min内分离。正交试验结果表明用75%乙醇提取,料液比为1:20,提取4h,提取效率最高。采用以上的方法进行提取测定相关处理后的根状茎样品,结果显示,光质为白光时薯蓣皂苷的含量最高,最利于薯蓣皂苷积累的光周期为12h/d,当细胞分裂素6-BA浓度为4.0mg/L、生长素NAA为0.2mg/L时多花黄精根状茎中薯蓣皂苷含量最高且都显著高于对照组,而薯蓣皂苷的含量随着培养天数的增加也有所增加。4多花黄精生长发育相关基因PcCIGR、PcSCL21的克隆与生物信息学分析为研究多花黄精CIGR（Chitin-inducible gibberellin-responsive）、SCL21（Scarecrow-Like 21）基因在不同处理下的的作用机制,以多花黄精为材料,采用全长验证的方法获得多花黄精PcCIGR、PcSCL21基因的cDNA序列、gDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,多花黄精PcCIGR、PcSCL21基因cDNA序列和gDNA全长序列一致,完整的开放阅读框（ORF）长度分别为1770 bp、1569 bp,共编码589、522个氨基酸,结果表明PcCIGR、PcSCL21基因无内含子结构。生物信息学分析表明:PcCIGR、PcSCL21具有一个GRAS结构域,属于GRAS家族,是植物特有的转录因子,为碱性蛋白,无信号肽;Motif分析表明,CIGR、SCL21蛋白在物种间比较保守,保守区主要位于中部至3’末端;氨基酸序列进化分析表明,多花黄精与石刁柏的CIGR亲缘关系最近,同源性达81%。进一步亚细胞定位显示CIGR、SCL21蛋白定位于细胞核,与预测结果一致。5多花黄精PcCIGR、PcSCL21基因的表达模式分析选取继代生长长势较为一致长势较好的无菌苗为试验材料,以18S rRNA为内参基因,使用罗氏LightCycler 480仪器进行试验,通过qPCR检测PcCIGR、PcSCL21基因在不同组织部位、培养天数以及不同激素处理下的表达情况。结果显示,多花黄精PcCIGR、PcSCL21基因具有器官表达特异性,均在叶中表达量最高。在不同光质和光周期处理下,PcCIGR基因在蓝光下表达量较高,在远红光下表达量低;在光周期9 h/d的处理中出现峰值,PcSCL21在蓝光和绿光处理最利于多花黄精生长,在光周期为18h/d时表达量最高。PcCIGR、PcSCL21在激素处理下表达量和薯蓣皂苷含量呈现显著正相关关系,均在NAA浓度为0.2mg/L、6-BA浓度为4.0mg/L时达到峰值,且在培养50d时表达量达到最高。本研究表明,PcCIGR基因可能受蓝光、短光照周期和激素的调控从而影响多花黄精叶片的发育过程。