山杏（Prunus sibirica）,又称西伯利亚杏,蔷薇科杏属落叶小乔木或灌木,在我国分布广泛,种质资源丰富,具有生长迅速和适应性强等特点。山杏种子富含油脂及优质蛋白,具有极高的经济利用价值,但由于次生代谢物苦杏仁苷含量高,极大限制了山杏种子油及其他相关产品的开发利用。多药和有毒化合物排出（Multidrug and toxic compound extrusion,MATE）蛋白是参与次生代谢物质跨膜转运的重要转运蛋白,本研究基于已有的山杏种子转录组数据,筛选和克隆调控苦杏仁苷转运的Ps MATE40基因,并对Ps MATE40蛋白转运功能及其启动子驱动特征进行研究,为阐明山杏种子苦杏仁苷的跨膜转运原理及分子定向培育低苦杏仁苷含量的油料植物奠定重要基础。通过上述研究得到如下主要结果:1.基于实验室前期获得的山杏种子转录组数据,利用功能注释及生物信息学分析筛选出17个山杏种子Ps MATE基因家族成员,可分为3个亚家族:亚家族1、亚家族2与亚家族4;上述基因编码蛋白二级结构以α-螺旋为主,含多个磷酸化位点;除Ps MATE23、Ps MATE33、Ps MATE35A与Ps MATE35B蛋白为酸性蛋白外,其余均为碱性蛋白;15个Ps MATE蛋白为强疏水性跨膜转运蛋白,定位于质膜。q RT-PCR分析显示Ps MATE家族成员在山杏发育种子中均有表达,但不同发育期表达量差异显著,其中Ps MATE40表达量在该家族基因中最高。2.依据山杏种子转录组测序数据,成功克隆获得苦杏仁苷转运蛋白基因Ps MATE40序列;q RT-PCR分析表明,Ps MATE40基因在山杏种子中表达量最高而在根中最低;同时构建植物表达载体p BI121-GFP-Ps MATE40并瞬时转化烟草叶片,荧光显微镜检测Ps MATE40转运蛋白定位于质膜。3.基于保守氨基酸位点功能分析,对Ps MATE40基因进行定点突变,分别构建表达载体p YES2/CT-Ps MATE40、p YES2/CT-E305A和p YES2/CT-N423H并遗传转化酵母菌株INVSc1;诱导表达后,以q RT-PCR测定Ps MATE40及其点突变基因在酵母内均有表达,且Ps MATE40及其点突变基因的表达模式与酵母质膜质子泵基因PMA1呈正相关;底物转运实验结果表明Ps MATE40蛋白具有苦杏仁苷转运功能,但定点突变Glu305与Asn423后Ps MATE40蛋白的苦杏仁苷转运效率分别下降23.7%与30.6%,证明Glu305与Asn423为影响Ps MATE40蛋白苦杏仁苷转运功能的关键氨基酸位点。4.运用染色体步移技术,克隆获得山杏种子Ps MATE40基因5’上游1964 bp启动子序列;启动子顺式作用元件分析结果表明,该启动子具有28个高等植物核心调控元件,还含有9个光响应元件（AE-box、Box 4、GATA-box与GT1-motif）、9个干旱响应元件（ACGTATERD1、MYBCORE及MYCCONSENSUSAT）、1个防御和应激反应响应元件（TC-rich repeats）及7个激素响应元件（CATATG-box、CGTCA-motif、ERE和TCA）等关键顺式作用元件,该基因的表达受生物与非生物胁迫等因素的复杂调控。分别构建p CAMBIA1301-Pro Ps MATE40::GUS、p BI121-35S::Ps MATE40及p BI121-Pro Ps MATE40::Ps MATE40植物表达载体,利用农杆菌介导法瞬时转化烟草叶片,GUS化学染色分析显示Ps MATE40基因启动子具有启动活性;q RT-PCR测定表明Ps MATE40基因的启动子能够驱动Ps MATE40基因表达,但驱动强度弱于35S启动子。本研究从山杏种子苦杏仁苷转运蛋白基因Ps MATE40及其启动子的克隆及表达分析等方面,探究Ps MATE40及其启动子对山杏种子苦杏仁苷转运的分子调控机制,以期为分子改良山杏及其他含氰苷类林木作物提供科学的理论依据。