本文从分析不同品种地黄菊花心和非菊花心部位的毛蕊花糖苷含量差异入手,进一步探究了毛蕊花糖苷在地黄不同组织部位的分布规律、诱导子处理以及不同栽培方式对地黄毛蕊花糖苷积累的影响,并利用比较转录组方法解析了地黄菊花心和非菊花心部位毛蕊花糖苷含量差异形成的分子机制,筛选出一个与毛蕊花糖苷积累变化相关性最强的关键催化酶基因——糖基转移酶基因RgUGT2,克隆并分析了其序列特征、表达特性和亚细胞定位,利用遗传转化分析了其在毛蕊花糖苷生物合成中的分子功能,克隆了RgUGT2的启动子并分析了其表达活性,为进一步深入研究毛蕊花糖苷的分子调控机制奠定基础。主要研究内容及结果如下:1.研究了地黄不同组织毛蕊花糖苷的含量,以及诱导子处理和不同栽培方式对地黄毛蕊花糖苷积累的影响。利用高效液相色谱（HPLC）方法检测了地黄W85-5、QH1、BJ1和1706菊花心和非菊花心部位毛蕊花糖苷含量,发现QH1、BJ1和1706 3个品种在两个取样时期的非菊花心部位毛蕊花糖苷含量均高于菊花心部位,W85-5在12月份非菊花心部位毛蕊花糖苷含量也高于菊花心部位。检测了W85-5全株的16个部位（组织）的毛蕊花糖苷,发现地上部分的含量远远高于地下部分;在叶中,随着叶片衰老程度增加,毛蕊花糖苷含量逐渐升高,叶5含量最高;在块根中,笼头的含量最高;在块根截面中,韧皮部的含量最高;同时又检测了花和蒴果的毛蕊花糖苷含量,发现随着花器官发育及蒴果的成熟,毛蕊花糖苷含量均逐渐降低。SA、Me JA和H2O2都能在一定程度上促进毛蕊花糖苷在地黄块根和叶片中的积累。不同品种间作处理时,间作四行时各品种平均单株鲜重最大,毛蕊花糖苷含量相对较高。随着连作年限的增加,地黄块根中的毛蕊花糖苷含量逐渐降低。2.利用IlluminaTMHi Seq 4000测序平台,对W85-5、QH1、BJ1和1706 4个品种的菊花心和非菊花心部位共计24个样本进行了转录组测序。结果共获得859,849,100个raw read经过组装、去冗余,共获得150,405条Unigene序列,利用6个数据库对103,938个Unigene进行了注释。进一步推导优化了毛蕊花糖苷的合成途径,结合毛蕊花糖苷在菊花心和非菊花心部位含量分布规律,鉴定了参与毛蕊花糖苷合成的9个关键催化酶的222个Unigene,糖基转移酶基因家族的325个Unigene,59个转录因子家族的4,461个Unigene,并选择其中12个差异表达基因利用实时荧光定量PCR（q RT-PCR）对其表达量进行了验证。不仅揭示了菊花心和非菊花心部位的毛蕊花糖苷含量差异形成的分子基础,也筛选出可能参与毛蕊花糖苷生物合成的关键催化酶基因,为进一步进行候选基因功能验证奠定了基础。3.克隆了地黄糖基转移酶基因RgUGT2,并对其进行过量表达功能分析。生物信息学分析表明,RgUGT2蛋白的分子量为55.8 k D,等电点p I为7.87,分子式为C2496H3980N684O698S33,蛋白的不稳定指数为43.16。蛋白三维结构预测发现RgUGT2蛋白包含7个平行的β折叠和9个α螺旋。进化分析表明地黄RgUGT2蛋白属于糖基转移酶UGT73D1亚家族,与芝麻Si UGT73D1蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,RgUGT2蛋白在细胞核和细胞质中均有分布。构建RgUGT2的过量表达载体p BI121-35S-RgUGT2,利用发根农杆菌介导获得转化的地黄毛状根,并利用根癌农杆菌获得过量表达的地黄植株,发现转化p BI121-35S-RgUGT2的毛状根和地黄植株中的毛蕊花糖苷含量均高于未转化野生型毛状根和地黄植株,特别是2#过量表达地黄植株的块根含量是野生型地黄块根的3.04倍。q RT-PCR分析结果表明过量表达植株中RgUGT2基因的表达量都显著高于未转化地黄植株,毛蕊花糖苷合成途径中其他基因的表达量也发生了不同程度的变化。4.克隆了RgUGT2基因的启动子序列,并进行了烟草叶片瞬时表达活性分析。以转录组测序获得的RgUGT2基因的c DNA序列为检索序列,在地黄基因组Survey数据库通过比对获得了RgUGT2基因的启动子序列。利用Plant CARE在线软件对RgUGT2基因启动子区域中的顺式作用元件进行分析,结果表明该启动子含有水杨酸响应元件TCA-element、脱落酸响应元件ABRE以及光照响应元件等。构建p CAMBIA1391z-p RgUGT2-GUS载体,转入根癌农杆菌LBA4404,通过注射器注射转化烟草叶片,瞬时表达结果证明RgUGT2基因的启动子能驱动GUS基因在烟草叶片中表达,具有较强的启动子活性。