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美洲商陆抗病毒蛋白(Pokeweed Antiviral Protein，PAP)是从美洲商陆(Phytolacca americana)叶片或种子分离出的一类碱性蛋白，分子量29-31KD。PAP是典型的单链核糖体失活蛋白，它可以催化水解原核和真核核糖体的大rRNA3’-端茎环结构(stem-loop)中的腺嘌呤残基，导致核糖体失活。PAP可以有效抑制若干种非相关病毒，包括植物病毒和动物病毒，利用PAP基因可以通过转单基因获得对多种病毒具有广谱抗性的转基因植株。成熟的PAP有262个氨基酸，其中靠C端的25个氨基酸为毒性区，PAP的C端缺失突变体PAP-c没有毒性区域，它的细胞毒性很低，但仍具有较强的抗病毒活性。 本研究采用PCR技术获得PAP和PAP-c的cDNA，同时利用番茄叶片特异表达启动子rbcS-3A，构建不同的植物表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化体系将PAP和PAP-c基因转入番茄自交系TP002，获得转基因植株，是植物抗病毒基因工程研究领域一次新的探索；获得的转基因番茄植株对TMV和CMV病毒具有抗性，可以作为番茄育种的一个新的抗源材料。 主要研究结果如下： 1．采用PCR技术，分离并克隆到美洲商陆抗病毒蛋白cDNA(PAP)和C-端缺失突变体cDNA(PAP-c)。克隆到的PAP编码区为940bp，与Genebank中的序列同源率为99.7％；克隆到的PAP-c编码区为775bp，与相应的序列同源率为99.6％。 2．采用PCR技术，从番茄基因组中分离并克隆到rbcS-3A启动子。测序结果表明，克隆到的基因为1150bp(包括酶切位点)，与Genebank中的核苷酸序列同源率为99％，具有完整的TATA box和CAAT box，在增强子、沉默子和启动子功能区域与Genebank中的相应序列同源率为100％。 3．利用克隆到的基因和植物表达载体pBI121，成功构建了3个美洲商陆抗病毒蛋白的植物表达载体：pBPAP，pBPAP-c，pB-rbc-PAP-c。其中，pB-rbc-PAP-c为植物特异表达载体，启动子为番茄rbcS-3A启动子，在叶片中受光诱导表达，具有组织特异性。 4．通过农杆菌介导的遗传转化体系分别将2个植物表达载体pBPAP和pB-rbc-PAP-c导入番茄，经PCR检测和Southern检测，得到3株转基因番茄植株。RT-PCR检测结果表明，在CaMV 35S启动子的作用下，PAP基因在转基因番茄(9#植株)叶片和果实中均可以表达；在rbcS-3A启动子的作用下，PAP-c基因只在转基因番茄(6#植株)叶片中表达而不在果实中表达。人工接种病毒结果显示，与对照植株相比，5#和9#转基因植株对TMV具有抗性，6#转基因植株对TMV和CMV具有抗性。