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疟疾是由疟原虫叮咬所引起的传染性疾病。疟疾的主要症状是呕吐、出汗、发烧,甚至引起死亡。据世界卫生组织(WHO)统计,2015年,全球共有2.14亿人处于疟疾风险,超过43.8万人死亡,多数患者不能得到治疗疟疾的有效药物。青蒿是中国的传统药用植物,青蒿素是存在于青蒿中的一种倍半萜类化合物,以青蒿素为基础的青蒿素联合疗法被WHO认定的当前最有效的抗疟疗法。我国科学家屠呦呦因发现了青蒿素而获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。目前,青蒿种植主要面临两个问题:一是野生型青蒿中青蒿素含量低(0.01%?0.8%);二是田间杂草影响了青蒿的生长,并制约了青蒿叶片的机械化收割。因此通过基因工程培育高青蒿素含量、抗除草剂的青蒿对解决青蒿实际种植问题,实现青蒿素的广泛应用具有重要意义。本研究通过转基因技术,在青蒿中共表达了青蒿素合成途径上、中、下游的三个关键酶基因HMGR、FPS、DBR2和抗草甘膦基因EPSPS;另外,本研究还克隆了ALDH1启动子,并借助于GUS报告系统,对其在青蒿中的表达模式做了初步分析。本研究共得到以下结果:(1)构建了含有HMGR、FPS、DBR2和EPSPS四个基因组合的植物表达载体;(2)建立了以草甘膦为筛选标记的青蒿遗传转化体系,筛选压为3 mg/L。经过PCR鉴定获得了33株转基因植株,并从中选取了7株青蒿素含量较高的转基因植株做深入分析;(3)Southern blot分析表明目的基因已成功整合到青蒿基因组中;(4)RT-Q-PCR检测表明,在大部分转基因植株中HMGR、FPS和DBR2的基因表达量均高于野生型青蒿;EPSPS在转基因植株中均得到表达;(5)HPLC检测表明,转基因植株中青蒿素含量均有所提高,最高可达32.58 mg/g,是对照(10.02 mg/g)的3.3倍;(6)草甘膦喷洒实验表明,转基因植株对草甘膦具有不同程度的抗性,最适草甘膦喷洒浓度为0.05%(v/v);(7)莽草酸检测结果表明,草甘膦喷洒后,转基因植株的受害程度明显小于非转基因植株;(8)克隆了长度为1620 bp的ALDH1基因启动子序列,并对其顺式作用元件做了生物信息学预测分析;(9)借助GUS报告系统,将ALDH1启动子转入青蒿中,结果发现该启动子为腺毛特异启动子,RT-Q-PCR分析表明,该启动子可以受甲基茉莉酸、赤霉素和水杨酸的诱导。