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成纤维细胞生长因子-21(Fibroblast growth factor-21, FGF21)是FGF家族23个成员中的一个新成员,其是一种可分泌蛋白,主要在肝脏中表达。FGF21刺激脂肪细胞的葡萄糖吸收,降低血浆中葡萄糖和甘油三酯的浓度。目前,FGF21是FGF家族中发现的唯一没有促有丝分裂活性的基因,因此大大降低了其临床用药的风险。此外,FGF21具备治疗糖尿病必需的一些药物特性,且不会导致低血糖和水肿,这是两个糖尿病治疗中常见的副作用。因此,其有望成为治疗胰岛素抵抗的2型糖尿病的理想药物。目前用原核表达系统生产重组蛋白,由于缺少糖基化、磷酸化等翻译后修饰,且常形成包涵体而影响所得FGF21的生物学活性。本研究利用改造过的植物瞬时表达载体马铃薯病毒X (PVX, pGR107)、和植物油体表达载体pCAMBIA1390Do (p1390Do),分别在烟草(Nicotiana benthamiana)和红花(Carthamus tinctorius L.)植物中表达hFGF21,旨在寻求一种低成本、方便、安全,且保持hFGF21蛋白生物活性的方法。本研究以根据双子叶植物密码子偏好性改造过的人源hFGF21为目的基因,分别插入到pGR107和p1390Do两种植物表达载体中,利用冻融法分别转入到根瘤农杆菌GV3101和EHA105中,并通过农杆菌介导转入烟草(N. benthamiana)和红花(C. tinctorius L.)中,通过对转基因植株PCR检测、RT-PCR检测、Western blot分析,验证FGF21基因在转基因烟草和红花中的转入及表达情况,并获得了转基因红花T0代种子,同时对烟草来源的hFGF21蛋白促进3T3-L1葡萄糖吸收活性进行检测。主要结论以下：1、本研究成功构建了植物病毒瞬时表达载体pgR 107-smGFP-hFGF21, hFGF21蛋白可在烟草中有效表达,表达量高达植物450↘g g-1新鲜叶重,表达产物具备生物学活性。2、采用农杆菌介导法,将hFGF21基因转入新疆裕民无刺红花,经潮霉素抗性筛选共获得101株转基因红花,通过PCR扩增进行检测,有22株可扩增出589 bp的目的条带,转化率21.7%,结果表明：hFGF21基因已转入到红花中。3、本研究通过嫁接法成功解决了红花组培苗生根困难的问题,嫁接法采用劈接法和顶接法,结果表明：劈接法的嫁接成活率为50%,而顶接法成活率仅为16.7%,因此,认为红花组培苗的嫁接的适宜方法为劈接法。本研究应用植物病毒表达载体首次在烟草中表达了具有生物学活性的hFGF21蛋白,通过植物生物反应器表达hFGF21的研究,为利用植物油体表达系统规模化生产hFGF21奠定了基础。