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目的:筛选参与太子参环肽HB生物合成的关键酶基因，并利用分子克隆技术获取其cDNA全长序列，同时对其进行生物信息学分析及功能验证，以期从功能基因组水平上解析太子参环肽HB生物合成的基因机制。 方法:1.基于课题组前期建立的太子参转录组数据库构建本地数据库，以文献报道的环肽合成酶pcy1基因序列为检索条件，利用本地blast技术进行序列筛选，并结合转录组测序的表达量，分析候选基因的表达模式，筛选太子参环肽HB合成的关键酶基因;2.以贵州施秉太子参块根cDNA为模版，扩增太子参环肽HB合成的关键酶候选基因，并利用生物信息学手段分析该基因的结构及功能;3.利用实时荧光定量PCR技术，分析太子参环肽HB环化酶基因在太子参不同组织、不同生长时期、不同激素处理植株中以及不同种源中的表达规律;4.通过构建太子参环肽HB环化酶基因表达载体，利用原核表达技术从太子参中获取太子参环肽HB环化酶，并通过体外酶促反应和高效液相色谱检测验证其酶活性;5.利用原位杂交技术探讨太子参环肽HB环化酶基因在太子参块根中的组织定位情况。 结果:1.从太子参转录组数据库中筛选得到PhPCY1、PhPCY2、PhPCY4、PhPCY5、PhPCY7、PhPCY10等6条基因序列含有与pcy1基因相同的基因结构。其中，PhPCY2、PhPCY4、PhPCY7、PhPCY10基因的地下部分表达量高于地上部分。同时，PhPCY7基因的表达模式与太子参环肽HB含量的积累呈正相关。2.从太子参植株中成功扩增并克隆得到PhPCY7基因。基因结构分析显示，PhPCY7基因cDNA长度为2294bp。其中包含2199bp的开放阅读框(ORF)，编码733个氨基酸。生物信息学分析显示，PhPCY7基因编码的蛋白分子量约为83.17kDa。同源比对分析显示其氨基酸序列中含有Ser(S)、His(H)、Asp(D)三个脯氨酰内肽酶家族特有的活性中心位点。系统进化分析显示，PhPCY7基因与太子参同科植物麦蓝菜Vaccaria segetalis的pcy1基因遗传距离最近。3.实时荧光定量PCR技术分析发现，PhPCY7基因表达量的高低依次为:块根韧皮部＞须根＞果实＞叶＞茎＞块根木质部，与太子参环肽HB的含量变化一致。太子参盛花期（第40天至第60天）PhPCY7的表达差异极为明显，整体表达为:低——高——低，与太子参环肽HB含量呈现出截然相反的变化趋势。4.不同激素处理实验结果显示，赤霉素和多效唑处理组中，PhPCY7基因在6月下旬～7月上旬的上调表达主要受赤霉素影响。5.成功构建了太子参PhPCY7基因的原核表达载体pET28a-PhPCY7和pET32a-PhPCY7:在18℃条件下pET28a-PhPCY7原核表达载体所得的菌液沉淀液中含有目的蛋白，其表达蛋白大小约为88.27kDa。6.分别以太子参环肽HB的完整前体及含C端前体进行体外酶促反应，结果显示，太子参PhPCY7蛋白可催化含C端太子参环肽HB前体进行环化，其环肽HB产率为15.74ng·mL-1·h-1。7.通过对江苏句容、贵州施秉以及福建柘荣种源的太子参进行PhPCY7基因的克隆发现，福建柘荣种源的太子参中PhPCY7基因存在108bp的基因缺失。同时，通过不同种源太子参PhPCY7基因的表达水平进行了实时荧光定量分析，结果显示，不同种源太子参中PhPCY7基因的表达量存在明显的差异，其中，在福建柘荣太子参中PhPCY7基因几乎检测不到表达。8.成功建构了太子参mRNA原位杂交所需的pGEM-PhPCY7载体及太子参块根石蜡切片体系，并初步明确该基因定位于太子参块根的韧皮部。 结论:本论文获得太子参环肽HB合成的关键酶基因PhPCY7。利用实时荧光定量PCR技术解析了PhPCY7基因的表达模式和表达规律，明确了该基因在太子参环肽合成过程中所扮演的角色，也为指导太子参定向栽培及采收提供了分子理论基础。同时，通过原核表达技术、体外酶促反应以及mRNA原位杂交技术，确定了PhPCY7基因编码的蛋白具有环化太子参含C端线性前体肽的功能，为太子参环肽类成分生物合成途径的解析提供了前期的研究基础。