青蒿是一种重要的药用植物，青蒿素的代谢调控研究一直是青蒿研究的重点。前人研究表明，AP2/ERF类转录因子对植物次生代谢起着重要的调控作用。青蒿素在青蒿植株的油性分泌型腺毛中产生和储存，那么是否可以找到在腺毛中特异性表达的AP2/ERF类转录因子，其是否可以直接或间接调控青蒿素的代谢途径等问题还不清楚。此外，茉莉酸是植物中一类重要信号分子，最近研究发现茉莉酸可以调控青蒿中油性腺毛发育和青蒿素合成途径关键酶基因的表达，但是如果增加青蒿中内源茉莉酸含量是否也能调控青蒿中油性腺毛密度和青蒿素合成还未见报道。为了研究青蒿素的代谢调控机制，本研究选取高产青蒿品种为主要研究对象，从基因克隆、进化分析、表达分析、启动子分析、转基因植物功能验证和转基因植物灰霉菌抗性等方面开展了一系列的工作，并取得了以下结果：一.研究表明AaORA是一个腺毛特异性转录因子，是青蒿中青蒿素合成途径和灰霉菌抗性的正向调控因子。本研究构建青蒿cDNA文库和RACE文库，从中克隆了青蒿七个全长AP2/ERF类转录因子。以不同组织部位和不同叶片发育时期青蒿cDNA为模板，采用实时定量PCR方法对这些转录因子进行筛选，筛选到一个与青蒿素合成途径关键酶基因ADS、CYP71AV1和DBR2表达谱极为相似的转录因子，并将其命名为AaORA。该基因定位于细胞核和细胞质中，是一个茉莉酸甲酯和伤诱导响应的转录因子。采用基因组步移方法克隆了该基因的启动子，并转化青蒿。发现该转录因子是一个腺毛特异性的转录因子，其在油性分泌型腺毛和T型非分泌型腺毛中均表达。在AaORA过表达转基因株系中，二氢青蒿酸和青蒿素含量分别增加了22-35%和40-53%。在AaORA表达下调转基因株系中，二氢青蒿酸和青蒿素含量分别降低到原来的63-41%和64–52%。上调和下调AaORA基因，可以调控AaERF1和青蒿素合成途径关键酶基因ADS、CYP71AV1和DBR2，从而导致了青蒿素和二氢青蒿酸含量的升高和降低。酵母单杂交实验表明AaORA可以直接结合到ADS启动子的-2750到-2141bp序列。瞬时转化烟草实验进一步证明，AaORA可以诱导ADS启动子的活性。在AaORA过表达的转基因拟南芥中，PDF1.2、HEL和ChiB等基因的表达量均显著提高。在接种了灰霉菌6天之后，野生型植株干枯并死亡，而AaORA过表达拟南芥生长良好。AaORA下调的转基因青蒿接种灰霉菌6天之后，与对照相比，其灰霉菌抗性显著降低。因此，AaORA也是一个青蒿灰霉菌抗性的正向调控因子。二.研究发现过表达AaAOC基因显著增加了转基因青蒿中内源茉莉酸含量、油性腺毛密度和青蒿素合成途径基因的表达量。本研究还采用RACE方法克隆了青蒿茉莉酸合成途径基因AaAOC和AaAOS，并重点对关键酶基因AaAOC进行了功能研究。采用基因组步移方法，克隆了AaAOC基因2276bp的启动子序列。对该启动子分析后发现，在该启动子上具有多个W-box、G-box和ABRE-box，这些结合位点多与植物激素及胁迫响应相关。激素处理和胁迫诱导结果也证明AaAOC基因受多种激素和胁迫诱导。将该启动子与GUS基因融合后转化青蒿。转基因植株GUS染色结果与半定量和实时定量PCR结果一致，均证明了AaAOC基因在青蒿植株中普遍表达。在AaAOC基因表达量显著增加的转基因青蒿中，与对照相比，转基因青蒿中内源茉莉酸的含量是对照的2到4.7倍，油性分泌型腺毛的密度是对照的1.5到1.8倍。实时定量PCR结果表明，与对照相比，过表达AaAOC基因的转基因青蒿中，FPS、CYP71AV1和DBR2基因的表达量均显著提高。以上原因导致了AaAOC过表达转基因青蒿中青蒿素、二氢青蒿酸及青蒿酸的含量与对照相比显著提高。三.研究证明共转ADS、CYP71AV1和CPR基因能促进代谢流向青蒿素的合成，提高了转基因青蒿中青蒿素含量。本研究在青蒿中同时过表达了青蒿素合成途径中的三个关键酶基因ADS、CYP71AV1和CPR基因。Southernblot实验结果表明外源基因在一些转基因青蒿植株中为低拷贝插入。实时定量PCR分析发现，在不同的转基因植株中，ADS、CYP71AV1和CPR基因的表达量均高于对照。HPLC分析发现转基因青蒿植株中青蒿素含量也高于对照，其中，转基因植株ACR16中青蒿素含量是对照的2.4倍（15.1mg/gDW）。本研究证明通过过表达ADS,CYP71AV1和CPR基因能有效提高转基因青蒿中青蒿素含量。