肉桂醇脱氢酶(CAD)能够将肉桂醛还原生成相应的肉桂醇,是苯丙素类化合物生物合成途径中的关键酶之一。细辛的主要功效物质是挥发油,而挥发油主要组成成分甲基丁香酚等芳香族化合物都基于苯丙素类代谢途径。因此,分离细辛cad基因并进行功能验证,是阐明细辛主要活性成分生物合成分子调控机制、开展细辛种质遗传改良、提升细辛药材品质的理论基础。在基于同源克隆的原理和方法获得cad基因序列的基础上,本研究运用在线分析工具及应用软件,对华细辛cad基因编码的蛋白进行生物信息学分析,了解其基本理化性质和功能结构信息。同时通过TOPO克隆和LR反应构建重组质粒,经菌落PCR和测序检测成功后将其导入大肠杆菌BL21中,用IPTG诱导其表达蛋白。然后依次对蛋白进行可溶性分析、亲和层析法纯化、SDS-PAGE和Western Blot检测,ELISA分析法定量测定。生物信息学分析结果显示,cad基因开放阅读框共编码356个氨基酸;基本理化性质分析发现,其编码蛋白为酸性亲水性蛋白,而且稳定性较好;结构分析发现,其蛋白家族类型为醇脱氢酶超家族,具有锌指结构,结构域包括GroES-like区域、NAD(P)结合区域和聚酮合成酶、烯酰还原酶区域,在300-320氨基酸之间有一个较为明显的卷曲螺旋结构,二级结构中以螺旋、折叠为主要结构元件,结构类型为α-β型;亚细胞定位和信号肽分析发现,其蛋白为非分泌型蛋白;序列同源性比较发现,其与葡萄的同源性最高,达到了76%。原核表达实验结果显示,重组质粒pDEST17-cad构建成功;可溶性分析发现该蛋白为可溶性、非分泌型蛋白;SDS-PAGE和Western Blot检测结果表明,重组质粒pDEST17-cad在大肠杆菌中得以成功表达,而且经纯化成功获得了His-CAD融合蛋白;在不同诱导时间点对蛋白表达量进行分析测定后发现,蛋白表达量随着时间的延长而逐渐增加,然而在16小时之后变化量明显减少,蛋白表达量趋于饱和。本研究以华细辛为材料,对获得的cad基因进行了生物信息学分析和原核表达分析,为今后细辛活性成分生物合成表达调控机制的研究,以及细辛遗传品质的改良和次生代谢工程的实施提供了理论基础,具有积极的理论和实践意义。