萝卜硫素，是一种具有抗癌活性的次生代谢产物，富含于十字花科植物西兰花中，其代谢合成途径已在模式植物拟南芥中报道。西兰花中萝卜硫素的提取周期长，提取率低，已经不能满足癌症治疗的需求。因此，萝卜硫素含量亟待提高。本研究将萝卜硫素生物合成途径中的关键调控基因 MAM1 、 FMO_GS-OX2 和 Myrosinase 通过农杆菌介导的方式转化进入西兰花中。为了获得更高萝卜硫素含量的西兰花植物，将 Myrosinase  -  FMO_GS-OX2 -  MAM1 (M-F-A)三个基因串联，并通过添加各自基因的启动子和终止子转化进入西兰花。结果表明， MAM1 、 FMO_GS-OX2 和 Myrosinase 单基因转化的西兰花植株中萝卜硫素含量分别提高了1.7 ~ 3.4、1.6 ~ 2.7、3.7倍，三基因串联转化得到的西兰花植物的萝卜硫素含量分别为野生型西兰花的1.86 ~ 5.5倍。此外，我们还检测了转基因植物中萝卜硫素提取物的抗癌效果。结果表明，转基因植物的萝卜硫素提取物抗癌活性明显强于野生型植物的萝卜硫素提取物，且多基因转化植物的萝卜硫素提取物相比单基因转化植物具有较强的抗癌活性。综上所述，多基因转化相比单基因转化可以更显著增加西兰花中萝卜硫素含量。本研究为培育高含量萝卜硫素的西兰花植株提供了理论基础。