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作为供给人体叶酸需求的主要来源之一,植物中的主要作物如水稻、小麦和玉米的叶酸含量很低。对植物叶酸合成途径调控机理的研究,目前仅对GTP环化脱羧酶（GCHI）有较深入的研究。本文拟对植物叶酸生物合成途径中的另外2个酶即二氢叶酸合成酶/多谷氨酰胺叶酸合成酶（DHFS/FPGS）以及二氢喋呤合成酶（DHPS）进行研究,探讨它们在植物（拟南芥）叶酸生物合成中的作用。在植物中DHFS和FPGS分别由不同的基因编码,而在E.coli中则由FolC基因同时编码;DHPS在E.coli中由FolP基因编码,在植物中则由类似的基因编码。将来源于E.coli的FolC和FolP基因分别与酵母CoxⅣ基因的线粒体定位序列连接,并由CaMV 35S启动子驱动。取得了以下主要研究结果: 1.系统地分析了来源于E.coli的FolC基因的作用:（1） Northern blot和Taqman RT-PCR分析表明,来源于E.coli的FolC基因在拟南芥植株中得到了表达。（2） 对FolC转基因纯系C4-3-3、C11-6-8和C12-13-1的幼苗植株和幼嫩叶片的叶酸含量分析表明,这3个纯系幼苗植株的叶酸含量分别为2.23、2.46和2.51 nmol/g鲜重,而对照为1.77 nmol/g鲜重:这3个纯系其幼嫩叶片的叶酸含量分别是5.07、5.54和4.31 nmol/g鲜重,对照为3.09 nmol/g鲜重。因此无论是幼苗植株还是幼嫩叶片,转基因纯系的叶酸含量均显著高于对照。（3） mRNA表达高的纯系C11-6-8,其叶酸含量也高,而mRNA表达较C11-6-8低的纯系C4-3-3和C12-13-1,则其叶酸含量也相应低,因此FolC转基因纯系的叶酸含量与FolC基因的mRNA表达量呈正相关。（4） 对转基因纯系其内源DHFS/FPGS编码基因的mRNA表达的定量分析结果表明,外源FolC基因在幼嫩叶片中的过量表达,并没有促进内源DHFS/FPGS编码基因的表达。 因此外源FolC基因在拟南芥植株中的过量表达,提高了植株的叶酸含量,而且转基因植株叶酸含量的提高是由于外源FolC基因而非内源DHFS/FPGS编码基因作用的结果。 2.分析了拟南芥野生型植株内源DHFS/FPGS编码基因的表达以及植株不同发育时期叶片的叶酸含量。Taqman RT-PCR分析表明:内源不同的DHFS/FPGS编码基因其mRNA表达水平不同,幼嫩叶片中DHFS和FPGS-3的表达量最高;此外,DHFS和FPGS-1、FPGS-2、FPGS-3的总表达量在幼嫩叶片中最高,具有组织特异性。叶酸的测定结果表明,不同发育时期叶片的叶酸含量不同。结合内源DHFS/FPGS编码基因的表达分析以及对叶酸含量的分析,结果显示:野生型植株的叶酸含量与内源DHFS/FPGS编码基因的mRNA表达量呈正相关。 3.FolC转基因植株比野生型植株开花明显提前,但对植株的生长发育没有负面影响,相反FolC单拷贝纯系C11-6-1和C12-13-1的单株结荚数和单株干重还明显高于对照植株。 4.Northern blot分析表明,来源于E.coli的FolP基因在拟南芥植株中得到了表达。对FolP转基系株系的叶酸测定结果显示,独立株系P26、P45和P49的T3幼苗其叶酸含量分别是2.30、1.63和2.03 nmol/g鲜重,而野生型对照为1.32 nmol/g鲜重,转基因株系的叶酸含量均显著高于对照。 综上所述,本文首次研究了DHFS/FPGS和DHPS的编码基因对提高拟南芥叶酸合成的作