盾叶薯蓣(Dioscoreazingiberensis Wright)是我国特有的重要药用植物,其含有的薯蓣皂甙元是合成甾体激素药物的重要原料。环阿屯醇合酶(cycloartenolsynthase,CAS)是薯蓣皂甙元生物合成途径中的第一个关键酶。本研究以盾叶薯蓣为材料,分别克隆CAS全长基因及其上游调控序列,进行了CAS全长分析和上游序列启动功能分析,研究结果如下:　　 以基因组DNA为模板,利用染色体步行和长距离PCR方法首次克隆了盾叶薯蓣CAS全长基因。序列分析比较结果表明,盾叶薯蓣CAS全长基因为7192bp,由18个外显子和17个内含子组成。外显子总长为2280 bp,编码759个氨基酸,最长的外显子为198 bp,最短的为47 bp:内含子总长4912 bp,最长的内含子为1551 bp,最短的为68 bp。Southern blot杂交分析表明,CAS基因在盾叶薯蓣基因组中为单拷贝。　　 在已知CAS全长基因序列的基础上,经染色体步行法获得了CAS基因起始密码子5上游1457 bp的特异性DNA序列,命名为pCAS9I。进行序列分析表明:该序列含有启动子的基本功能元件CAAT-box和TATA-box、启动子的其它功能元件,如I-box、GAG-motif、GATA-motif、TCT-motif、HSE、GARE-motif、LTR和TC-rich等,还包含一个543 bp的内含子。　　 用pCAS9I置换表达载体pCAMBIA1305.1-NPTⅡ上报告基因gusPlus的CaMV35S启动子,通过根癌农杆菌介导转化烟草叶片和盾叶薯蓣愈伤组织。GUS活性分析表明,pCAS9I成功地启动了gusPlus基因在烟草与盾叶薯蓣的愈伤组织,以及烟草幼苗中表达。