人参(Panax ginseng C.A.Meyer)为五加科人参属多年生草本植物,是名贵中药材,人参皂苷(ginsenoside)是人参中主要药用次生代谢活性成分,具有重要的药用价值.为探讨人参皂苷生物合成、转运及其调控机制,本研究通过对MeJA 诱导的人参不定根的转录组进行高通量测序,发掘出人参皂苷合成途径关键酶、ABC 转运蛋白及转录因子家族WRKY 及MYB 基因unigene.采用半定量RT-PCR、qRT-PCR 和HPLC 技术分析发现MeJA 可以显著诱导人参皂苷的积累和人参皂苷生物合成酶基因及PDR 基因的表达,且呈浓度和时间依赖性.基于转录组测序并结合RACE 技术,首次克隆了3 个PDR 基因cDNA 全长序列.组织特异性分析显示3 个PDR 基因主要在根中表达.建立PgPDR3 基因超表达和RNA 沉默的人参细胞系,超表达的人参细胞中人参皂苷含量明显下降,干扰后的细胞中人参皂苷明显上升,初步证实PgPDR3 编码的蛋白具有外排人参皂苷的作用.此外,亚细胞定位分析表明PgPDR3 基因编码蛋白定位于细胞质膜.另外,克隆了9 个WRKY 和6 个MYB 转录因子家族基因全长cDNA 序列,亚细胞定位显示均定位于细胞核中.MeJA 应答WRKY 转录因子家族9 个基因,3 个上调表达,6 个表达下调；MeJA 应答MYB 转录因子家族6 个基因,3 个表达上调,3 个下调.该结果为进一步解析人参皂苷合成、转运基因的功能及其调控的转录因子提供了重要实验依据,为应用转运与生物合成协同控制的代谢基因工程方法提高人参皂苷等次生代谢物产量提供了一种新的途径与策略.