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紫杉醇是从红豆杉属植物树皮中提取分离出来的一种次生代谢物,具有显著抗癌效果,是目前应用最广泛的天然抗癌药物之一。但因资源匮乏,单纯从含量甚微的天然红豆杉植物中提取紫杉醇无法满足临床需求,故紫杉醇的药源问题已引起人们的极大关注。本研究以灰盖鬼伞为宿主,分析其内源萜类代谢情况,引入了南方红豆杉栊牛儿基栊牛儿基焦磷酸合成酶基因ggpps,分析了该基因的成功表达对代谢途径的影响。同时,克隆和分析了红豆杉细胞色素还原酶基因cpr,为下一阶段的研究做了准备。主要研究结果如下: 1.分析了灰盖鬼伞内源萜类代谢途径。利用Broad Institute和KEGG等数据库得到灰盖鬼伞萜类骨架代谢途径,并对该途径中法尼基转移酶基因fts、鲨烯合酶基因sqs和法尼基焦磷酸合成酶fps等三个基因进行生物信息学分析。结果表明,灰盖鬼伞拥有内源倍半萜和三萜代谢途径,倍半萜合成关键酶FPS的亚细胞定位可能在线粒体,三萜途径关键酶SQS的亚细胞定位可能在内质网,FTS的亚细胞定位在细胞核,这表明灰盖鬼伞存在代谢池。另外,对fts基因RT-PCR分析表明该基因属于正常表达。 2.曼地亚红豆杉cpr基因全长cDNA扩增。利用RT-PCR技术扩增得到cpr基因全长,共2154bp,编码717个氨基酸。 3.表达载体的构建。利用酶切连接分别构建了pgLes-ggpps和pgles-t5aOH质粒。初步摸索了一步等温法构建双片段和三片段载体的时间规律,构建了pgLes-cpr和pgLes-t5aOH-cpr表达载体。 4.灰盖鬼伞重构二萜途径初探。利用PEG介导的原生质体转化方法,将构建的pgLes-ggpps载体遗传转化灰盖鬼伞,并检测分析外源基因的表达对萜类代谢途径的影响。结果表明,ggpps基因在转录和翻译水平均得到了顺利的表达。分析得到的3株转化子和原种LT2的GGOH、鲨烯和麦角甾醇进行测定。数理统计表明GGPPS不仅参与二萜合成,同时直接影响了三萜生物合成途径。