百合作为重要的球根植物,具有悠久的栽培历史,其在食用药用和观赏方面都有着广泛的用途,因此也被称为“球根花卉之王”。随着现代社会人们对美好生活的不断向往,百合鲜切花的需求量逐年递增,目前已经是国内继月季和菊花之后的第三大鲜切花材料。但是百合鳞茎的快速繁殖问题一直没有能得到有效的解决,对百合的大规模产业化种植和商业化应用有很大的影响。蔗糖作为植物生长发育中必不可少的营养物质,在百合小鳞茎发生发育过程中起着至关重要的作用。实验选用野百合（Lilium brownii）优异变种材料巨球百合（Lilium brownii var.giganteum）作为研究对象,通过对巨球百合三代转录组数据进行生物信息学分析、形态学观察以及分子实验等方法,旨在研究巨球百合淀粉-蔗糖代谢路径中的关键基因即细胞壁转化酶基因,克隆该基因及其上游启动子,并进行初步的功能验证,进而为小鳞茎的增殖发生与淀粉蔗糖代谢途径之间的相关性研究提供参考。本实验的主要结果如下:（1）LbgCWIN1基因克隆及序列分析根据转录组数据及共表达分析,并结合多个高等植物细胞壁转化酶基因开展进化树分析,结果表明巨球百合CWIN基因与抗逆基因RPP13以及与细胞膜物质转运相关的基因PATl5的表达模式具有直接的联系。筛选得到了巨球百合细胞壁转化酶基因的c DNA序列,在不同蔗糖浓度处理下巨球百合小鳞茎中的CWIN基因存在着明显的差异表达。设计引物并克隆到了长度为2928 bp基因组DNA序列,并命名为LbgCWIN1（登录号MN794186）,通过Protparam、TMHMM、SWISS-MODEL等生信软件进行分析,表明该基因编码的蛋白共574个氨基酸,并预测了蛋白的的二维、三维结构,同时,根据亚细胞定位的实验结果确定了巨球百合细胞壁转化酶的工作位点在细胞壁上。（2）LbgCWIN1基因启动子的克隆及功能验证使用染色体步移法对LbgCWIN1基因的启动子进行克隆,两次克隆共获得了2718 bp DNA序列,并通过Place、Plant Care等启动子在线预测软件,分析得到在该启动子序列中存在多个响应元件,其中包括脱落酸（ABA）响应元件ABRE、ABRE4,光响应元件ACE、AE-box、ATC-motif、Box 4、ERE和逆境胁迫响应元件TC-rich repeats、Myb-binding site等等。设计启动子5’端缺失载体,获得了4个缺失启动子载体CWIN1-p1（2527 bp）、CWIN1-p2（1606 bp）、CWIN1-p3（904 bp）和CWIN1-p4（459 bp）。通过农杆菌注射烟草叶片的方法进行瞬时转化,获得了不同5’端缺失启动子载体在烟草叶片的GUS染色和GUS活性情况,发现LbgCWIN1基因启动子的核心结构区域存在于-459 bp以内,在其上游区域可能还存在一些增强子和沉默子序列。（3）LbgCWIN1基因过表达载体构建及异源转化通过拟南芥种子点播法观察发芽情况筛选出拟南芥潮霉素抗性筛选的抗生素使用浓度为40 mg/L。使用无缝克隆的方法将LbgCWIN1基因CDS序列与过表达载体p CAMBIA 1301进行连接构建重组质粒,随后通过农杆菌浸花法将过表达载体稳定转化拟南芥,在潮霉素抗性筛选、PCR阳性检测和q RT-PCR等方法筛选得到了稳定遗传LbgCWIN1基因过表达载体的T3代拟南芥株系,发现该基因的过量表达能够使得拟南芥的部分果荚长度增长,对于拟南芥的种子产量研究具有一定的指导意义。