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金铁锁(Psammosilene tunicoides)为我国特有的珍稀濒危单种属民族药用植物,其主要活性成分是三萜皂苷类化合物。利用毛状根规模化培养技术可以解决野生金铁锁资源的市场供应紧缺问题。但在毛状根培养过程中存在有效成分含量低的问题,限制了毛状根培养的商业化推广。本研究选择水杨酸(SA)作为提高金铁锁毛状根中三萜皂苷含量的诱导子,然后分析其分子调控机制。主要研究结果如下:(1)5 mg/L SA最有助于金铁锁毛状根生长与三萜皂苷生物合成。相比未处理样品,5 mg/L SA处理5 d后毛状根三萜皂苷总产量增加13%。(2)基于Illumina Xten转录组测序技术,鉴定了5 mg/L SA处理金铁锁毛状根0,8,24 h后的转录组水平变化。共获得23.7 Gb转录组数据,过滤获得158045136条高质量序列,Q30大于90.8%。Trinity组装、拼接获得182277个unigenes,平均长度为1457bp,N50达到2277 bp。119960个(65.81%)unigenes可在Nr,Nt,KO,SwissProt,PFAM,GO和KOG等公共蛋白数据库中获得注释信息。44844个unigenes可富集于GO数据库中“代谢过程”通路;2207个unigenes富集于KEGG数据库中“次生代谢”通路,其中689个(31.2%)unigenes与萜类代谢相关。转录组数据中共有55个unigenes与MVA途径相关,101个unigenes与MEP途径相关,59个unigenes与三萜骨架合成途径相关,其中分别有7、13、7个unigenes在SA诱导过程中显著上调表达。转录组数据中的WRKY、MYB、bZIP、AP2/ERF、bHLH转录因子家族unigenes中,分别有20、17、10、7和2个unigenes在SA诱导全过程中均上调表达。上述差异表达的关键酶基因和转录因子极可能参与SA诱导金铁锁三萜皂苷生物合成过程。(3)在金铁锁毛状根中克隆一个WRKY转录因子基因,命名为PtWRKY1。PtWRKY1为WRKY家族GII类成员,其编码区开放阅读框(ORF)全长为963 bp;PtWRKY1是定位于细胞核的亲水性蛋白,与拟南芥AtWRKY40同源性最高。通过荧光定量PCR技术分析PtWRKY1在不同诱导子处理下的表达模式,发现SA处理后PtWRKY1显著上调表达,NaCl处理24 h后PtWRKY1表达量略有上调,而MeJA处理下PtWRKY1表达量显著下降,说明PtWRKY1可能在不同的皂苷合成调控通路上具有不同功能。研究结果发现了与SA诱导金铁锁三萜皂苷合成相关的关键基因,为后续通过基因工程手段改良金铁锁毛状根皂苷合成进而提高皂苷含量提供了依据,有利于降低金铁锁毛状根培养成本和促进该技术的实际应用。