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多酚是红松中具有重要生理功能的次生代谢产物,可以提高机体抗氧化能力,有助于预防癌症和心脑血管疾病的发生,在营养、健康、医药领域的关注度逐渐提高。因此研究红松多酚合成代谢途径及其调控手段具有重要的意义。本研究以组织培养红松胚诱导生成的不定芽为实验材料,以8种诱导子(PHE、CA、MeJA、SA、CTS、YE、La、 Eu)为研究对象,以多酚和原花青素含量为指标,进行诱导子的筛选工作,确立促进红松多酚合成最佳的诱导子以及最佳的诱导处理组合条件,进一步分析诱导子对红松氧化应激防御系统的影响；采用Illumina HiSeq技术对红松进行转录组测序,挖掘与多酚生物合成相关功能基因,分析红松多酚的合成代谢途径；采用RT-PCR技术分析诱导子对红松多酚合成相关功能基因的表达影响,探究诱导子调控多酚合成的作用机制。主要的研究结果如下：在供试浓度范围内,不同的诱导子对红松不定芽的生长具有不同的生理作用,PHE、CTS、YE、La和Eu在合适的浓度范围内可以显著促进生长；CA、MeJA和SA明显抑制生长；高浓度的PHE、CTS也会抑制生长。7种诱导子(PHE、MeJA、SA、 CTS、YE、La、Eu)在合适的浓度范围内可以显著提高多酚和原花青素的积累量,促进多酚物质的合成,最佳的诱导浓度分别为2mmol/L PHE、10μmol/L MeJA、40μmol/L SA、100mg/LCTS、100mg/L YE、100μmol/L La和400μmol/L Eu。Plackett-Burman实验结果显示,7种诱导子因素影响多酚积累量的显著性大小依次为：CTS>La>MeJA>PHE>Eu>S A>YE,确定影响多酚积累量的3种关键因素为：CTS、 La、MeJA。通过对CTS+La+MeJA组合诱导条件进行Box-Benhnken Design响应面优化实验,优化得到的最佳诱导条件为：CTS 79.58mg/L、La 42.21μmol/L、MeJA 16.63 μmol/L,预测多酚积累量最高可达到14.28mg/g FW,实际多酚积累量为13.42 mg/g FW,与对照组相比提高了122.19%。3种诱导子CTS、La、MeJA促进多酚合成具有协同增效作用。3种诱导子MeJA、CTS、La以及CTS+ La+MeJA组合可以显著激活红松抗氧化防御反应和苯丙烷代谢途径,促进多酚物质合成与积累,诱导响应时间和强度具有差异性。CTS+ La+MeJA组合诱导效果显著优于3种诱导子单独使用,利用3种诱导子之间的协同作用,可以缓解MeJA对红松不定芽生长的抑制作用；更大程度提高红松氧化应激防御系统抗氧化酶(SOD、POD、CAT、PAL、C4H)的活性和增加抗氧化物质(多酚、原花青素)的积累量。CTS+ La+MeJA作为外源诱导子通过信号转导系统将诱导信号传递到细胞内,迅速刺激红松不定芽的氧化应激防御系统,苯丙烷代谢途径被活化,促进了抗氧化物质多酚的合成与积累。通过Illumina HiSeq技术对红松不定芽进行了转录组测序分析,获得了13369359条contig,172608条unigene。将获得的unigene与NR、GO、KOG和KEGG基因数据库进行比对和功能预测。其中58406(33.84%)条unigenes得到了功能注释；17996条unigene归纳到GO数据库的48个聚类中；26026条unigene被注释到KOG数据库的25个功能类别；9846条unigene归入KEGG数据库的334条生物学通路中；997条unigene参与了次生代谢生物合成。通过功能注释发现有49条unigene参与了红松多酚的生物合成,涉及了5条次生代谢生物合成途径(苯丙烷生物合成途径、类黄酮生物合成途径、黄酮和黄酮醇生物合成途径、花青素生物合成途径、二苯乙烯生物合成途径)和14个相关功能基因(PAL、C4H、4CL、CHS、F3H、F3’H、FLS、DFR、ANR、 LAR、UFGT、3-OMT、CCoAOMT、HCT)。CTS+La+MeJA处理组和对照组两个红松转录样本进行差异表达分析,筛选出5713条差异表达unigene,其中3449条unigene为表达上调,2264条unigene为表达下调,主要参与核糖体途径、生化代谢途径和次生代谢物的生物合成途径。在差异表达文库中筛选出与多酚合成相关的23条表达上调unigene编码多酚合成途径中8个功能基因(PAL、4CL、CHS、F3H、DFR、ANR、LAR和UFGT)。将这8个功能基因进行RT-PCR验证和表达分析,诱导子(CTS、MeJA、La、CTS+La+MeJA)均可诱导8种功能基因显著表达,其中转录水平变化最大的为CHS,其次为ANR和LAR。初步证实CHS、 ANR、LAR为红松多酚合成的关键功能基因。CTS+La+MeJA组合诱导红松细胞CHS、ANR、LAR的上调表达最为显著,分别是对照组的185、25、21倍。CTS+La+MeJA诱导提高总酚和总原花青素含量的同时,还可以显著提高儿茶素、表儿茶素、原花青定B2和花旗松素4种单体酚的含量。CTS+La+MeJA诱导多酚合成关键酶基因CHS、ANR、LAR的高表达与多酚组分含量的增加具有正相关性。CTS+La+MeJA与红松细胞相互作用,能够快速激活细胞氧化应激防御系统,高度专一和选择性地诱导红松多酚生物合成关键功能基因(CHS、ANR、LAR)的表达,最终促进目标次生代谢产物多酚的合成和积累,从而达到调控多酚合成的目的。