马铃薯(Solanum tuberosum L.)是重要的粮蔬兼用作物。其块茎不但含有丰富的营养,而且具有重要的保健价值,在人们的膳食中发挥着越来越大的作用。马铃薯块茎中含有低水平的类胡萝卜素包括β-胡萝卜素,β-胡萝卜素在抗氧化、解毒、抗癌、预防心血管疾病及保护肝脏方面有着积极的作用。β-胡萝卜素是维生素A的前体,而维生素A能防止夜盲症和视力减退,有助于维持免疫系统的正常功能。LCYb基因是类胡萝卜素合成通路中分支点基因,LCYb控制着β-胡萝卜素路径类胡萝卜素的合成。本研究从马铃薯中分离得到StLCYb基因序列,通过构建StLCYb过表达植株研究转基因马铃薯块茎中类胡萝卜素的积累以及相关基因的表达水平。研究结果如下:采用RT-PCR的方法从马铃薯栽培种’Desiree’中克隆StLCYb cDNA,该基因的开放阅读框长度为1503bp,编码一个含500个氨基酸残基的蛋白,相对分子量为12.46 kDa,等电点为5.04。马铃薯StLCYb与番茄StLCYb及拟南芥ApLCYb的相似性分别为51.70%和78.53%。疏水性分析显示,StLCYb蛋白为亲脂性蛋白。亚细胞定位分析显示,StLCYb蛋白定位在叶绿体中。通过农杆菌介导法转化马铃薯,共获得5个转StLCYb基因马铃薯株系。荧光定量分析显示,转基因块茎中StLCYb表达水平显著高于对照,同时类胡萝卜素合成通路中的PSY,,PDS,ZDS,CHYb和ZEP基因的表达水平也有所增加。HPLC测定表明,与对照相比,转基因马铃薯块茎中β-胡萝卜素的含量显著增加。