目前的家居装修大多使用各种含有甲醛的装饰材料，使甲醛成为一种主要的室内空气污染物。甲醛能与蛋白质，核酸和脂类产生非特异性的反应，因此对所有的生物来说都有很高的毒性。用室内栽培植物来清除甲醛污染，是最简单、最自然、最环保的方式，科学研究也证明确实有些植物能够吸收分解甲醛，但吸收能力和速度非常有限。所以有必要用遗传工程方法改善室内植物吸收代谢甲醛的能力，提高其实际应用价值。核酮糖单磷酸途径(RuMP)是细菌甲醛同化途径之一，RuMP中固定甲醛的关键酶是6-磷酸己酮糖合成酶(HPS)和6-磷酸果糖异构酶(PHI)。最近的研究表明在植物的叶绿体中过量表达来自甲基营养菌Mycobacterium gastri MB19的HPS和PHI，能增强转基因植物对甲醛的抗性和吸收气体和液体甲醛的能力。由编码这两个酶的基因构成的融合基因rmpAB，在大肠杆菌中表达产生的融合蛋白兼具HPS和PHI的活性。另外，谷胱苷肽依赖型甲醛脱氢酶(FALDH)是植物中与甲醛异化作用有关的一个酶，在拟南芥中过量表达FALDH使转基因植物对外源甲醛的摄取效率提高25％。本研究尝试通过遗传操作在转基因植物中过量表达rmpAB和FALDH，比较过量表达rmpAB和FALDH这两种方法，哪一种效果更好，为提高植物代谢甲醛能力的分子育种提供理论依据。首先利用gateway技术构建rmpAB和FALDH基因(adh)的植物表达载体pK2-r-T-rmpAR、pH2-r-adh，在构建好的植物表达载体中，rmpAB和FALDH基因的表达在番茄Rubisco小亚基rbcS-3C启动子(光诱导型)的控制之下。在pK2-r-T-rmpAB中启动子含有叶绿体定位序列，使rmpAB表达的蛋白质能定位到叶绿体中。在pH2-r-adh中，启动子没有叶绿体定位序列，使adh表达的蛋白质能定位到细胞质中。用pK2-r-T-rmpAB，pH2-r-adh转化模式植物烟草，通过抗性筛选和PCR检测获得转rmpAB基因株系13个，转adh基因的株系17个。RT-PCR检测表明rmpAB，adh在转基因烟草中均能成功地转录。通过Western分析在转rmpAB基因植物中检测到融合蛋白Hps-Phi的表达，转基因植物Hps-Phi的酶活性比野生型提高约1～5倍。此外，转adh基因烟草FALDH的酶活性比野生型提高约3～6倍。在含有10mmol／L甲醛的MS固体培养基上培养时，转rmpAB烟草的生长状况明显优于转adh烟草；用气体甲醛处理这两种转基因植物也得到相似的结果，说明转rmpAB烟草对于液体甲醛和气体甲醛的抗性强于转adh烟草。根据转基因烟草的研究结果，本研究选用pK2-r-T-rmpAB转化观赏植物牵牛花，以检验该方法是否能够提高牵牛花的甲醛同化能力。经PCR检测确认获得15个转rmpAB基因的牵牛花的株系，RT-PCR检测结果表明rmpAB基因在各株系中转录水平相当。Western分析证明融合蛋白HPS-PHI能在转基因牵牛花中表达，转基因牵牛花Hps-Phi酶活性比野生型高约1～2.5倍。在含有7mmol／L、10mmol／L甲醛的MS培养基上，rmpAB转基因牵牛花的生长情况比对照植物好。用气体甲醛处理时转基因牵牛花的生长情况明显优于对照植物，放射性同位素示踪试验表明转rmpAB牵牛花固定甲醛的能力也明显强于对照植物。本研究在转基因植物中成功地表达表达了编码细菌甲醛同化途径两个关键酶HPS和PHI基因的融合基因rmpAB,该基因的表达提高了转基因烟草对甲醛的抗性，确定了过量表达融合的rmpAB具有同时表达单个HPS和PHI的生理效果，还证明了在转基因植物中进行甲醛同化途径的遗传操作比异化途径的遗传操作对提高烟草的甲醛脱毒能力更有效。此外，确认了过量表达融合基因rmpAB的牵牛花对甲醛的抗性增强，同时同化甲醛能力的也提高了，因此融合基因rmpAB的应用为提高观赏植物甲醛同化能力的分子育种提供了一条简便快捷的途径。