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鲨烯合酶(squalene synthase, SS, EC2.5.1.21)是植物甾醇和三萜皂苷生物合成通路过程中的一个关键酶,催化着两分子的法呢酯焦磷酸(FPP)缩合生成鲨烯(SQ),而鲨烯则在2,3-氧化鲨烯环化酶催化下,生成三萜、甾醇、胆固醇等重要的植物次生代谢产物。鲨烯合酶SS在鲨烯后续生物合成通路中处于关键地位,其含量和活性决定了后续产物的合成。因而,近年来人们对鲨烯合酶的研究倍受重视。本研究采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)及末端脱氧核糖核酸转移酶(TdT)法,首次分离得到截叶栝楼、栝楼鲨烯合酶SS基因全长cDNA序列,同时对截叶栝楼、栝楼、红花栝楼SS基因进行了原核表达及生物信息学分析,并对推衍的蛋白质性质特征进行了比较,为葫芦科栝楼属植物三萜合成通路中关键酶SS的研究奠定了基础。本论文的主要研究结果如下：1、SS基因克隆：(1)采用RACE及TdT酶法获得截叶栝楼的两个全长cDNA克隆。其cDNA序列全长分别为1983 bp和1902 bp,差异位于编码区外的3’UTR,包含一个1254 bp的开放阅读框序列,编码417个氨基酸残基,相对分子量为47.6 kD。(2)采用3’RACE及5’RACE的方法,克隆得到栝楼SS基因cDNA序列,序列长度为1522 bp,其中包括1254 bp的开放读码框序列,编码417个氨基酸残基,分子量大小约为47.6 kD。2、SS基因序列分析：通过NCBI的Blast比对,发现截叶栝楼SS基因的核苷酸序列与已知植物SS核苷酸序列的同源性为78%～91%,氨基酸序列同源性为79%～94%；栝楼SS基因的核苷酸序列与已知植物SS核苷酸序列的同源性为78%～93%,氨基酸序列同源性为79%～95%。通过构建系统发育树分析,发现截叶栝楼、栝楼SS与罗汉果、绞股蓝、红花栝楼、木鳖子的SS亲缘关系最近,与植物分类学上的植物亲缘关系一致。我们克隆得到的截叶栝楼、栝楼SS的cDNA序列,与葫芦科植物鲨烯合酶基因的同源性最高,与预测结果相符合。3、原核表达分析：分别将截叶栝楼、红花栝楼、栝楼鲨烯合酶基因的编码序列插入到原核表达载体pET32a(+)中,构建的重组原核表达载体pET32a(+)-SS,转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,通过IPTG诱导后经SDS-PAGE蛋白电泳检测,电泳结果表明重组体成功地在BL21(DE3)中表达出约66kD的融合蛋白,其中pET32a(+)表达标签大小约为18 kD。本研究成功克隆得到截叶括楼和栝楼鲨烯合酶SS基因的全长cDNA序列,并对截叶栝楼、红花栝楼及栝楼鲨烯合酶进行了原核表达分析,为进一步研究葫芦科植物三萜合成通路中关键酶SS的正选择位点及功能的关联性分析奠定基础。为深入了解葫芦科栝楼属植物三萜皂苷生物合成途径及其调控的分子机制,明确三萜皂苷合成途径中关键酶的结构特征及其功能,从而在分子水平上实现三萜皂苷生物合成的人工调控,提高其有效成分三萜皂苷的生物合成量,具有重要的意义。