沉香来源为瑞香科植物含有树脂的干燥木材,具有极高的药用价值和经济价值。白木香(Aquilaria sinensis(Lour.)Spreng.)属于瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(AquilariaLam.)植物,为我国特有的珍惜贵重的药用植物,是我国出产沉香的最主要植物资源。目前,对于沉香的研究主要集中在沉香的化学成分及其结构的分析,但是沉香形成的分子机制尚不清楚。倍半萜是沉香的主要特征性成分之一,具有多种药用价值和生物活性。倍半萜合酶是倍半萜生物合成过程中重要的酶之一,深入研究倍半萜合酶的结构和功能,可以为将来运用生物技术手段来提高沉香的产量提供技术支撑,具有重要的理论和实际应用价值。本研究利用课题组专利结香剂处理的白木香茎干为实验材料进行转录组测序,通过对处理前后倍半萜合酶基因进行差异表达分析,克隆了一个沉香中的倍半萜合酶基因,并进行了该基因的生物信息学分析及表达分析。主要结果如下:(1)运用课题组专利结香剂处理白木香茎干并进行了转录组测序,总共获得191022503条clean reads,可能参与沉香倍半萜生物合成的差异表达基因41条,其中编号c32690_g1_i3的基因上调表达显著。(2)根据转录组测序分析结果获得的显著高上调表达的基因序列设计引物,运用RT-PCR克隆了白木香倍半萜合酶基因,长1632 bp,该基因编码543个氨基酸,Blast分析表明该阅读框编码蛋白与马来沉香(Aquilaria malaccensis)的倍半萜合成酶SesTPS1的氨基酸一致性为91%,命名为AsVS。(3)生物信息学分析表明AsVS具有倍半萜合酶的保守结构域DDXXD、NST/DTE和R(R)X8W,相对分子量约为62kD,理论等电点pI为5.57。系统进化树分析结果表明AsVS与马来沉香(Aquilariamalaccensis)的倍半萜合酶SesTPS1亲源关系最为接近,可达到91%,萜类合酶的聚类分析结果表明AsVS基因编码的蛋白属于Tpsa亚家族,即属于倍半萜合酶家族。(4)运用实时荧光定量PCR进行AsVS的表达分析,结果表明本课题组的专利结香剂处理促进了AsV 基因的表达。(5)通过构建原核表达载体pET28a-AsVS,并转化大肠杆菌BL21(DE3)中,用IPTG诱导蛋白表达,用镍亲和层析法进行蛋白纯化,对合成倍半萜的底物FPP进行催化,用GC-MS检测反应产物,未发现有倍半萜化合物。