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基因编辑技术是一种能够对生物体基因组特定目标基因进行定点修饰的基因工程技术,自问世以来广泛应用于植物育种、群体改良、突变体构建等领域。较大田作物而言,基因编辑技术在药用植物中应用较少。人参和三七为五加科人参属极具药用价值的代表性植物,基因编辑技术的应用对其基因组功能研究、物质合成调控等具有重要意义。本试验基于人参皂苷前体物质2,3-氧化角鲨烯的代谢通路,构建人参环阿乔醇合酶(CAS)和三七达玛烯二醇合成酶(DS)基因CRISPR/Cas9表达载体。以根癌农杆菌转化人参愈伤组织,探究共培养后适宜的抑菌压和筛选压,优化和完善人参愈伤的遗传转化体系。制备产量和活力较高的三七原生质体作为聚乙二醇转导的受体材料。为人参和三七基因编辑体系的建立奠定实验基础。主要研究结果如下:1.以pRGEB32质粒为基本骨架,利用同源重组法将靶序列片段与线性化载体连接,构建人参CAS基因和三七DS基因CRISPR/Cas9编辑载体。将pCRISPR-CAS热激导入EHA105感受态细胞用于人参愈伤组织转化。2.探究不同浓度的头孢霉素和卡那霉素对人参愈伤组织生长的影响,确定农杆菌介导的遗传转化中适宜的抑菌浓度和筛选浓度。以EHA105菌液侵染人参愈伤组织,对共培养后的抑菌方式进行优化。结果表明:抑菌培养时,培养基中头孢霉素的浓度在100~300 mg/L为宜。筛选抗性愈伤时,培养基中的卡那霉素浓度应不低于200 mg/L。共培养后的人参愈伤组织在头孢霉素浓度为500 mg/L的培养基上培养3 d,接种到头孢霉素浓度为300 mg/L的培养基上培养5 d,再转至头孢霉素浓度为100 mg/L的培养基中,能在较低抗性浓度下稳定生长。3.以200 mg/L的卡那抗性培养基对人参愈伤组织进行筛选,检测标记基因的表达和靶位点的突变情况。结果表明:脱菌培养后的材料转至抗性培养基,经筛选培养获得了KanR基因表达的人参愈伤组织。对初步筛选的阳性材料靶位点区段进行扩增,测序比对后尚未发现位点突变。4.对三七愈伤组织取样时间、酶液配比、酶解时间、渗透压以及离心力设置单因素比较试验,统计分析不同制备条件对三七原生质体分离的影响,制备高产量高活力的原生质体作为转化材料。结果表明:三七愈伤组织继代培养15 d,酶液组成为1.5%纤维素酶R-10和0.7%果胶酶Y-23并以0.7 mol/L的甘露醇调节渗透压,酶解7 h后以800 r/min纯化收集原生质体时其产量和活力较高。