甜叶菊(Stevia rebaudiana Bertoni)生产的甜菊醇糖苷因其具有高甜度、低热能、不参与人体内代谢兼具保健功能等特点,被誉为最有发展前途的新糖源,具有广泛的应用前景和很高的经济价值。本文利用现代分子生物学方法,系统研究了甜菊醇糖苷在甜叶菊细胞中的生化合成途径以及催化各步反应的酶和编码基因的功能,完善了甜菊醇糖苷生物合成途径,并尝试了利用甜菊醇糖苷生物合成途径中的关键基因进行人为的表达调控,改变其生物合成,为培育具有高产量、高品质的,特别是适合宁夏地区栽培的甜叶菊品种提供理论依据和技术方法。研究结果如下：1.首次分离克隆了甜菊醇糖苷生物合成途径中的一个未确定的关键基因。即甜菊醇C-13位上发生糖基化连接第一个葡糖基后,再次连接第二个葡糖基的UDP葡糖基转移酶(UGTs)的基因SrUGT91D2m.该转移酶催化甜菊醇单糖苷生成甜菊醇双糖苷。本实验获得了SrUGT91D2m基因的全长序列,并分析了其生物信息学特征。2.构建了甜菊醇糖苷生物合成途径中关键基因的表达载体。通过PCR扩增、酶切和连接等方法,将甜菊醇糖苷生物合成途径的关键基因SrUGT76G1、SrUGT86C2和SrUGT91D2m全长以单独或组合的形式,分别构建到植物基因二元表达载体pKAFCR100,并转化到农杆菌菌株EHA105,为甜叶菊转基因操作和基因功能分析做好了准备。3.建立了农杆菌介导的甜叶菊基因转化体系。以甜叶菊叶片为外植体,对影响基因转化效果的农杆菌菌株、感染液与共培养培养基组成成分、农杆菌侵染时间、植物材料的处理以及后续转基因愈伤组织诱导和选拔过程中所使用的抗生素种类和浓度等进行了优化。4.明确了甜叶菊甜菊醇糖苷中关键基因的单独作用和相互影响。利用农杆菌介导技术,将上述构建到植物基因表达载体的3个关键基因以单独或全部组合的形式导入到甜叶菊的叶片细胞中,通过对转基因愈伤组织各种甜菊醇糖苷成分的变化分析,明确了这些基因在甜菊醇糖苷生物合成中的单独作用和相互影响。