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玉米黄质是自然界中常见的一种β-胡萝卜素衍生物，科学家早就发现玉米黄质是黄斑和视网膜中最关键的部分，能保护眼睛的黄斑区免受光氧化损伤，尤其是维持黄斑区域的内消旋玉米黄质结构密度，对老年黄斑退行病具有很好预防作用。同时玉米黄质作为强抗氧化剂，能够帮助细胞抵御自由基的伤害。玉米黄质虽然存在人体中，但不能通过人体合成，必须从食物或营养补充剂中获得，而自然界中的玉米黄质含量很少，远不能满足市场需要。玉米黄质是通过一系列酶作用合成，其中β-胡萝卜素羟化酶（CHYB）是玉米黄质合成过程中一个关键限速酶。因此从分子水平上研究β-胡萝卜素羟化酶转录调控机制及通过基因工程来生产玉米黄质，是玉米黄质合成研究的新趋势。本文采用RACE方法首次扩增出盐生杜氏藻（Dunaliella salina）β-胡萝卜素羟化酶（chyb）基因，该基因全长1433bp，包含一个969bp的开放阅读框，编码322个氨基酸，包含有4个保守的组氨酸基序，与团藻（Volvox carteri f. Nagariensis）及莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的同源性分别是64%和58%。序列分析表明，盐生杜氏藻CHYB蛋白具有四个跨膜结构及叶绿体导肽，进一步证明该酶定位于叶绿体类囊膜上。系统进化树分析表明，盐生杜氏藻CHYB蛋白与其他绿藻如团藻、莱茵衣藻的CHYB蛋白共处一个进化支，亲缘关系很近。盐生杜氏藻chyb基因的表达调控研究显示，在经强光刺激24h后,盐生杜氏藻chyb基因表达显著上调（P<0.01），在48h表达最高（P<0.01）。在经乙酸钠、硫酸亚铁和强光共同处理6h时，chyb基因表达急剧上升（P<0.01），处理12h后下降。高效液相色谱测定其玉米黄质含量，结果显示三组处理均能提高盐生杜氏藻的玉米黄质的含量，葡萄糖处理效果最明显，其玉米黄质含量比对照组增长53%（P<0.01）。将盐生杜氏藻chyb基因构建到穿梭表达载体pRL25C上，通过三亲接合方法进行鱼腥藻7120（Anabaena sp. PCC7120）的转化，经卡那硫酸青霉素筛选得到遗传性状稳定的转基因鱼腥藻7120，DNA分子检测初步证明重组质粒pRL25C-chyb已经转入鱼腥藻7120。高效液相色谱测定野生型鱼腥藻和转基因鱼腥藻的玉米黄质含量，结果显示转基因鱼腥藻7120中玉米黄质含量相对于野生型对照组含量增加了59%，经强光处理后，转基因鱼腥藻玉米黄质含量是强光处理野生藻含量的2.9倍（P<0.01），为正常光照下野生藻含量的3.8倍（P<0.01）。本工作可能为玉米黄质合成调控提供理论指导，同时也为藻类生物反应器的建立及广泛应用打下基础。