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自然界中的萜类物质非常普遍,包括甾醇类、类胡萝卜素、多萜醇、植物激素和醌类等。目前已发现超过65,000种萜类物质在生物体中起着重要作用。萜类物质的合成主要通过甲羟戊酸途径(MVA)和丙酮酸／磷酸甘油醛途径(DXP),在这两种途径当中很重要的一个步骤是生成活化的中间体异戊烯基焦磷酸酯(isopentenyl diphosphate, IPP),再由异戊烯基焦磷酸酯和它的双键异构体二甲基烯丙基焦磷酸酯(dimethylallyl diphosphate, DMAPP)在异戊烯基焦磷酸异构酶的作用下,缩合成它们的前体物质,然后再经过一系列的化学反应最终衍生出各种物质。异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase, IPI)属于Nudix水解酶家族,是甲羟戊酸合成途径中的一个关键酶。本文从已构建的蜡梅花cDNA文库中克隆了1个异戊烯基焦磷酸异构酶基因,命名为CpIPI。利用生物信息学分析、基因表达分析、模式植物烟草中目的基因的超量表达等手段、初步研究该基因的功能。本文的主要研究结果如下：1.蜡梅CpIPI基因的序列分析及生物信息学分析获得的CpIPI基因的cDNA全长为1297bp,包含一个长为879bp的最大开放阅读框。同源比对结果表明蜡梅CpIPI蛋白与海湾花蜱(Amblyomma maculatum)肯尼亚番薯(Ipomoea sp. Kenyan)、黄豆(Glycine max)、胡黄连(chloroplast Picrorhiza kurrooa)、葛藤(kudzu vine)、火炬松(Pinus taeda)等植物的IPI蛋白高度同源。生物信息学分析结果显示CpIPI基因的编码蛋白序列中不存在信号肽和跨膜结构,编码蛋白的亲水区和疏水区相互交错,表明CpIPI蛋白含有丰富的疏水区域。亚细胞定位预测该蛋白主要在线粒体基质、线粒体内膜、线粒体膜间和线粒体外膜发挥作用。该蛋白共有12个磷酸化位点,包含有4个丝氨酸(Serine)磷酸化位点、4个苏氨酸(Thremnine)磷酸化位点和4个酪氨酸(Tyrosine)磷酸化位点。2.蜡梅CpIPI基因转录水平的表达分析CpIPI基因在蜡梅的根、茎、叶和花中都有表达,其中,在根中的表达量最低,在花中的表达量最高。进一步检测该基因在蜡梅盛开花的各个部分中的表达,结果表明CpIPI基因在蜡梅花外瓣表达量最高,在雄蕊中的表达量最低。CpIPI基因在蜡梅不同花期的表达总体呈现出增加的趋势,从萌动期开始逐渐增加,在初开期有短暂下降,然后持续上升,到衰败期达到最大表达量。3.蜡梅CpIPI基因植物表达载体的构建及在烟草中的表达构建蜡梅CpIPI基因的植物表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法介导转入烟草中,通过抗性筛选和PCR检测筛选出阳性转基因株系。利用荧光定量PCR对烟草中蜡梅CpIPI基因的表达情况进行分析,发现CpIPI基因在烟草中最高表达量为野生型的65.15倍,平均为野生烟草的31.20倍。提取烟草中萜类物质,进一步测定转基因烟草中萜类物质的含量,发现转基因烟草中萜类物质含量普遍高于野生烟草。对转基因苗的荧光定量和萜类物质含量分析,初步判定CpIPI基因与萜类物质的合成有关。