摘要：次生代謝產(chǎn)物對于植物的生長發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)起到了重要的作用。其中，三萜皂苷作為雙子葉植物中最重要的防御代謝產(chǎn)物，其主要是由CYP450超家族的CYP716家族合成。在人參屬中，人參皂苷是最重要的三萜類代謝產(chǎn)物，并且其中大部分只發(fā)現(xiàn)于人參屬物種中。因此，本研究利用比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析手段，以人參屬次生代謝產(chǎn)物三萜皂苷為研究對象，探討人參屬CYP716家族功能與表達(dá)進(jìn)化模式對人參皂苷合成的影響，并分析古多倍化/(再)二倍化過程對促進(jìn)現(xiàn)存雙子葉植物代謝多樣性的重要作用。結(jié)果表明，CYP基因的優(yōu)先保留和調(diào)控分化促進(jìn)了現(xiàn)有人參次生代謝產(chǎn)物的多樣化。更重要的是，人參皂苷生物合成關(guān)鍵基因(如CYP716亞家族，UGTs)的新功能化和表達(dá)水平亞功能化，促進(jìn)了人參屬中人參皂苷結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)化多樣性。再者，本研究還證明了人參的兩個亞基因組中的皂苷生物合成相關(guān)基因（UGT亞群，CYP716亞群等），在進(jìn)化歷程中保留了其在根組織中的高表達(dá)模式。兩種達(dá)瑪烷型(S和Y亞群)和一種齊墩果烷型（A亞群）合成人參皂苷在不同人參屬物種不同組織之間存在顯著差異，并推測這可能與人參皂苷生物合成基因的表達(dá)差異有關(guān)。這些結(jié)果不僅揭示了人參屬三萜皂苷代謝產(chǎn)物多樣性形成的進(jìn)化機(jī)制，同時也為利用生物技術(shù)提高人參皂苷的產(chǎn)量提供了重要的思路。