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青蒿素是从药用植物黄花蒿ArtemisiaannuaL.（又名青蒿）中提取的一种含有过氧桥基团结构的新型倍半萜内酯，是治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的特效药物。然而，天然青蒿中青蒿素含量很低(0.01％～0.8％，DW)，使得青蒿素供应不足，价格昂贵。化学合成青蒿素，成本高、毒性大不能应用于生产。因而培育高产青蒿素的青蒿是一个共同追求的目标。
植物体内存在多条代谢途径，相互之间存在着作用与影响。茉莉酸甲酯(methyljasmonate，MeJA)作为植物生长调节剂，广泛存在于植物中，在植物应激反应和次生代谢调控中起着至关重要的作用。外源MeJA能够诱导不同植物中多种次生代谢产物超量积累。研究表明，用外源MeJA处理包括烟草(Nicotianatabacum)、红豆杉（Taxusmairei）、莨菪（Scopoliaparviflora）和青蒿等植物均能够极大提高其次生代谢产物合成能力。但是该方法基本停留在处理植物细胞或发根的层面，不适用于喷施大规模田间种植的药用植物。基于此，本研究通过在分子水平上改造MeJA生物合成途径，改变MeJA在植物细胞内水平，将外源MeJA诱导青蒿素积累这一现象固化为转基因青蒿的遗传属性，以达到提高青蒿素含量之目的。
茉莉酸羧甲基转移酶(jasmonicacidcarboxylmethyltransferase，JMT)是MeJA生物合成途径中最后一个酶，也是MeJA合成的限速酶，催化茉莉酸(jasmonate，JA)合成MeJA。研究表明，在拟南芥(Arabidopsisthaliana)中过量表达JMT基因可以使MeJA的含量提高，同时可增强对真菌Botrytiscinerea侵染的耐受性，这与拟南芥中其它次生代谢产物合成能力提高有关。
本研究采用转基因技术，以根癌农杆菌LBA4404(p1304+-AtJMT)介导，采用叶盘法将AtJMT导入青蒿中;并以10mg·L-1的潮霉素(hygromycin，Hygr)进行抗性筛选，获得了抗性芽;35d后待抗性芽长至2cm左右将其转至MS+0.05mg·L-1萘乙酸(1-naphthylaceticacid，NAA)+400mg·L-1头孢霉素(cefalexin，cef)+10mg·L-1Hygr培养基上继续筛选培养并生根，抗性芽生长及生根状况良好。待除菌完全后对青蒿进行基因组PCR检测，在转基因青蒿中能够检测到AtJMT和Hygr基因，而非转基因青蒿不能检测到AtJMT和Hygr基因，并以农杆菌virD1基因作为对照以排除农杆菌污染。46株抗性苗中获得6个独立转化AtJMT的青蒿株系。将已经通过基因组PCR检测的阳性植株在MS+1mg·L-16-苄基腺嘌呤(6-benzylaminopurine，6-BA)+0.1mg·L-1NAA培养基上进行扩繁;待芽长至2cm左右在不含任何激素的MS培养基上进行生根培养;待苗长至5cm左右时，将其转到品氏托普基质中炼苗，最后移栽到试验田中。收集在田间生长4个月的转基因及非转基因植株叶片，作为后续分子检测及含量检测的植物材料。
采用qPCR检测目的基因AtJMT在青蒿中的表达情况。结果显示，在青蒿中超表达AtJMT后，不同转基因青蒿株系中AtJMT的表达情况差异较大。AtJMT表达量的高低依次为:J61＞J27＞J45＞J5＞J24＞J25，其中J61和J27中AtJMT表达量较其它株系高得多。
同时，GC-MS结果显示，在转AtJMT基因青蒿中MeJA含量较非转基因也有明显提高，其中J61株系含量最高，是非转基因的13倍，MeJA含量由2.673μg·g-1FW提高到35.305μg·g-1FW，MeJA含量的增加趋势与AtJMT基因的表达量结果基本吻合。说明转基因株系中超表达AtJMT基因确实可以促进MeJA的合成。
采用HPLC-ELSD检测转基因和非转基因青蒿中青蒿素含量，结果显示，在所有转基因株系中，青蒿素含量均有提高，J24株系青蒿素含量提高最多，约为野生青蒿的5.8倍，含量从0.901mg·g-1DW提高到5.212mg·g-1DW。
此外，采用qPCR检测了转基因和非转基因青蒿中青蒿素生物合成途径上11个相关基因(包括HMGR、DXS、DXR、HDS、HDR、FPS、ADS、CYP、DBR2、ALDH1、RED1)表达量。结果表明，与非转基因青蒿相比，转基因株系中青蒿素生物合成途径上的10个基因(HMGR、DXS、DXR、HDS、HDR、FPS、ADS、CYP、DBR2、ALDH1)的表达水平有明显上调;而与青蒿素生物合成途径的一个竞争支路上的1个基因—RED1有下调的趋势。这说明，转AtJMT使得内源MeJA含量提高，导致青蒿素合成途径中相关基因表达量上升，控制代谢流更多的向青蒿素合成方向转移，从而促进青蒿素的积累。
本研究通过转基因技术在青蒿中超表达AtJMT基因，使得青蒿内源MeJA生物合成能力增强，内源MeJA含量提高;MeJA导致青蒿素生物合成途径中多个基因表达上调，从而使得代谢流更多的向青蒿素生物合成方向流动，最终表现为青蒿素生物合成能力和含量的提高。转JMT基因青蒿中MeJA和青蒿素含量的提高是稳定且持久的，体现出比外源MeJA诱导更可靠、更稳定、可遗传的优越性。获得的高产青蒿素转基因材料可以作为青蒿素新药源，经过快繁、扩大培养能实现青蒿素的商业化生产，满足市场对青蒿素的大量需求。