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苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn）又称鞑靼荞麦,属双子叶蓼科荞麦属一年生草本植物。苦荞作为一种药食两用的粮食作物,富含以芦丁为代表的黄酮类化合物。芦丁即槲皮素-3-O-芸香糖苷,占苦荞总黄酮的70%-85%,主要分布在叶（3%）和籽粒（0.8%-1.7%）中,是苦荞最重要的经济指标和质量性状。芦丁的生物合成源于植物黄酮合成途径下游的黄酮醇支路,受到多种酶和转录因子共同调控。黄酮醇合酶是催化芦丁合成的关键酶,可催化二氢黄酮醇转化为黄酮醇,其中的槲皮素进一步糖基化为芦丁,该酶转录水平的高低将直接影响芦丁的合成及积累。本研究以富含黄酮醇的品种“西荞二号”为实验材料,基于转录组数据,成功克隆3条苦荞FtFLSs同源基因;采用荧光定量PCR技术（qRT-PCR）和高效液相色谱技术（HPLC）,测定苦荞花期各组织中FtFLSs的表达量和黄酮醇含量,并分析其相关性;采用染色体步移技术克隆获得FtFLSs启动子序列,运用生物信息学手段对其基本结构和功能进行预测;采用瞬时转化和稳定转化方法剖析苦荞黄酮醇合酶启动子在植物中的基本活性和功能;通过非生物胁迫下苦荞FtFLS和转基因拟南芥GUS的表达分析初步揭示了环境因子对苦荞黄酮醇合酶基因表达的调控分子基础。本研究主要取得了以下结果:1.采用PCR技术,成功克隆获得3条苦荞黄酮醇合酶同源基因FtFLS1、FtFLS2和FtFLS3的DNA序列,长度分别是2721bp、1069bp和2074bp。基因结构分析结果表明,所得FtFLSs分别含有2、1和2个内含子,剪接方式均为经典的“GT-AG”形式。2.对苦荞花期各组织FtFLSs的表达量进行分析,结果表明FtFLS1在花期苦荞各组织均高表达,FtFLS2只在根和花中高表达,而FtFLS3在各组织表达量均较低。HPLC分析黄酮醇含量表明槲皮素和芦丁均在花中含量最高,杨梅素在叶中含量较高,山奈酚在苦荞各组织含量最低。SPSS分析表明,花期苦荞各组织中槲皮素、杨梅素和芦丁的含量与FtFLS1表达量成极显著正相关（P<0.01）,与山奈酚含量成极显著负相关（P<0.01）;FtFLS2表达量与槲皮素、杨梅素和芦丁的含量成负相关,与山奈酚含量成正相关,相关性不显著;FtFLS3表达量与槲皮素、杨梅素和芦丁的含量成极显著负相关（P<0.01）,与山奈酚含量成极显著正相关（P<0.01）。冷、UV-B和干旱处理后结果如下:冷处理后FtFLS1表达量极显著上升（P<0.01）,FtFLS2和FtFLS3表达量极显著降低（P<0.01）;UV-B处理后,FtFLS1和FtFLS3表达量极显著升高（P<0.01）,FtFLS2表达量极显著降低（P<0.01）;而干旱处理后,FtFLSs表达量均极显著升高（P<0.01）。3.通过染色体步移技术获得FtFLS1、FtFLS2和FtFLS3的5’侧翼序列,长度分别为2479bp,2574bp和2046bp。PLACE和Plant CARE分析表明FtFLS1、FtFLS2和FtFLS3侧翼序列分别在1874bp、1728bp和1836bp以内均存在大量TATA-Box、CAAT-Box和GC-Box等启动子常规元件和MBS、ABRE和G-Box等调节元件,而大于以上长度时,几乎不存在顺式作用元件。构建以GUS为报告基因的上述长度序列作为启动子的植物表达载体并瞬时转化烟草幼嫩叶片,组织化学染色结果表明所得序列均具有驱动GUS表达的能力,将其分别命名为PFtFLS1、PFtFLS2和PFtFLS3。4.将PFtFLS1,PFtFLS2和PFtFLS3的植物表达载体转化拟南芥,分析其靶基因表达的时空特异性和对环境因子的响应。组织化学染色和qRT-PCR结果表明,GUS2在苗期拟南芥根中高效表达,而GUS1和GUS3几乎不表达。至花期时,GUS1和GUS3表达量急剧上升,且GUS1表达量极显著高于其余两者（P<0.01）;GUS1在拟南芥茎、叶和花中均高效表达,GUS2则仅在根和花中有表达,GUS3在叶和花中高表达。冷和UV-B处理转基因拟南芥后,GUS1和GUS3表达量极显著上升（P<0.01）,GUS2变化不显著;而干旱处理后,三者表达量均极显著上升（P<0.01）。综上可见,苦荞启动子的时空特异性决定了其所驱动的靶基因的时空特异性;通过启动子响应环境变化是FtFLSs表达调控的重要方式。本研究不仅明晰苦荞芦丁合成关键步骤调控机制的若干细节,也可为通过控制环境因子来提高苦荞芦丁合成量提供理论指导。