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罗汉果(Siraitia grosvenorii)是属于我国药用植物特有种,其果实中的罗汉果甜苷V具有止咳、祛痰、消炎等功效,同时又是高甜味、低热量的珍贵天然甜味剂。然而,罗汉果甜苷V在现有品种中含有量较低,其复杂的生物合成和分子调控过程未被认识限制了其进一步挖掘利用。作为与罗汉果S.grosvnenorii同属的翅子罗汉果(S.siamensis),其果实中含有一种甜度比罗汉果甜苷V甜味更强的物质赛门苷,且含量远高于罗汉果S.grosvenorii是与罗汉果不同的甜料种质资源,但其种质非常稀有,种质资源研究也十分缺乏,所以很有必要对这两种重要的药用和甜料植物进行种质资源分子鉴别。此外,葫芦二烯醇是罗汉果甜苷和赛门苷的关键中间体结构,研究发现外源植物激素可促进葫芦二烯醇合酶基因(SgCDS)表达及相应产物积累,但该基因表达调控机制不明确,限制了甜苷合成途径的进一步优化。本论文第一部分以罗汉果S.grosvenorii和翅子罗汉果S.siamensis为研究对象,DNA测序、组装、注释和分析这两个物种的叶绿体基因组,并开发用于鉴定的分子标记。第二部分,从调控SgCDS基因的转录因子入手,克隆SgCDS启动子序列,采用酵母单杂交筛选获得调控SgCDS表达的候选转录因子,最后对候选转录因子进行了功能鉴定,并对转录因子与SgCDS启动子互作进行了探究。本论文主要研究结果如下:1.测序拼接组装注释了两个罗汉果属物种的叶绿体基因组。测序组装拼接分别获得 S.grosvenorii和 S.siamensis两个物种 158,757 bp 和 159,190 bp 的叶绿体基因组,均含有138基因,包含89条编码基因,37条tRNA以及8条rRNA,23条基因存在内含子。9条基因(accD,atpA,atpE,atpF,clpP,ndhF,psbH,rbcL和rpoC2)存在正向压力选择,两个物种与苦瓜属植物Momordica charantia进化关系最近。叶绿体基因组基因间区中的20个片段区域具有分子标记开发潜力,设计并验证了 4个可用于鉴定S.grosvenorii和S.siamensis的分子标记2.外源植物激素对罗汉果生长及甜苷合成的影响。使用MeJA及其混合物对罗汉果叶处理发现,MeJA、SA、ABA和GA四种激素混合物能有效促进SgCDS基因表达,并能短暂提升葫芦二烯醇的积累。此外,CPPU处理罗汉果果实后,果实生长受到抑制甚至出现裂果,显微观察发现果皮提前木质纤维化,CPPU不适用于膨大20天果龄的罗汉果。3.克隆并分析了SgCDS基因启动子序列。染色体步移法克隆了1,258bp的SgCDS基因启动子,预测分析其含TATA-BOX和CAAT-BOX启动子核心元件,以及响应MeJA、SA、ABA和GA作用元件。启动子不同长度5’端缺失表明启动子-128 bp到-228 bp,-279 bp到-384 bp片段和-679 bp到-879 bp片段具有较强的启动子功能。4.构建了SgCDS高表达的均一化cDNA质粒文库。以外源植物激素处理的罗汉果叶为材料,构建cDNA质粒文库pGADT7-Lib,文库库容约1.5×106 cfu,文库插入片段平均长度为1000 bp,重组率约100%,冗余率为1%。5.筛选到调控SgCDS表达的转录因子。将SgCDS启动子-260 bp～-386 bp片段作为诱饵序列构建诱饵载体,在120 mM 3-AT筛选浓度下,使用诱饵质粒酵母单杂交筛选pGADT7-Lib文库,获得SgERF1B,SgGATA8,SgMYB1,SgbHLH92a和SgbHLH92b共5个候选编码转录因子基因。6.克隆、鉴定及功能分析候选转录因子。克隆候选转录因子基因全长,分析均含有转录因子保守结构域,并发现其在罗汉果果实中均高表达,酵母单杂交回复验证了5个候选转录因子均能与诱饵序列发生互作。候选转录因子均定位于细胞核区。候选转录因子基因的过表达及沉默实验发现SgERF1B和SgGATA8均具有正向调控SgCDS基因表达的作用,SgMYB1可能参与下游甜苷的生物合成。7.鉴定SgERF1B和SgGATA8与SgCDS启动子互作的顺式元件。蛋白原核表达获得了SgERF1B-His和SgGATA8-His纯化标签蛋白。EMSA实验证明了SgERF1B作用于SgCDS启动子上的CGGCGGCGGC顺式元件,SgGATA8可以与SgCDS基因启动子上的GGTGATC顺式元件发生互作,但SgGATA8与GGTGATC顺式元件互作的特异性不强。本研究解析的罗汉果叶绿体基因组和调控SgCDS表达的转录因子,为后期集合优良性状的罗汉果分子设计育种及植物代谢工程研究奠定基础,也同时为研究其他药用植物次生代谢产物合成途径的优化提供新思路。