高等植物四吡咯分子包括：叶绿素、血红素和西罗血红素等，它们对植物光合作用系统的正常运转和植物基因功能的研究有重要意义。本研究探讨其中叶绿素和西罗血红素合成代谢的两个关键酶：d-氨基酮戊酸脱水酶(δ-aminolaevulinic aciddehydratase，ALAD)和尿卟啉原Ⅲ甲基化酶(uroporphyrinogenⅢ methyltransferase，UPMT)。已知ALAD在底物ALA作用下合成胆色素原(PBG)，PBG经胆色素原合酶(PBGS)合成UPMT的底物尿卟啉原Ⅲ(UroporphyrinogenⅢ)。本研究将ALAD编码的基因alad和UPMT编码基因cobA分别作为筛选标记基因和报告基因，并构建表达载体用于植物转化研究。获得以下主要结果：　　 1.本研究将不同物种ALAD的N端插入His tag，经Ni-NTA介质一步纯化获得高纯度蛋白。还探明了三种物种ALAD对抑制剂SA的耐受性，与枯草杆菌和浑球红细菌相比，牛ALAD酶活性最高，且耐受性最强。另外，牛ALAD最适pH为8.0，适合于叶绿体内表达。　　 2.研究了重组大麦UPMT的功能，大肠杆菌中过表达显示强烈的红色荧光。经紫外可见和荧光扫描度确定荧光物质为三甲基咕啉和西罗叶绿三酸。　　 3.分析了原核系统中共表达牛ALAD与大麦UPMT之间的协同作用，结果表明牛ALAD作为选择标记可增强报告蛋白UPMT的荧光强度。　　 4.构建了含选择标记基因牛alad和报告基因大麦cobA的植物表达载体，烟草瞬时转化发现叶绿体的荧光量有一定的增强。　　 5.将含双标记基因的转化载体分别转化双子叶拟南芥Col-O和单子叶水稻日本晴，实验初步获得转基因植株。同时，探明了筛选试剂对拟南芥的毒性作用，nM级别即可抑制根发育。说明SA筛选的灵敏度高。另外，初步结果表明，拟南芥T1代经土培后，与野生型相比植株变高，叶片变大。而水稻转化体的生长受到抑制。