目的天然橡胶是一种特殊品质的生物聚合物,而不能被人工合成的橡胶所取代,天然橡胶的生物合成是通过产胶植物的类异戊二烯代谢途径进行的,例如橡胶树、杜仲、银胶菊、橡胶草(又称俄罗斯蒲公英)等等。其中橡胶草一直以来被认为是低成本的潜在橡胶替代来源,他们生长周期短、遗传转化体系完善。在他们的根部可以合成高质量的天然橡胶,而改良后的橡胶草就是一种更具有经济价值可持续利用的产胶草本植物,因此在橡胶生产行业是一种有发展前景和可以商业化的资源。本研究主要是通过在橡胶草中过量表达HMGR基因来控制橡胶草甲羟戊酸代谢途径中的异戊烯焦磷酸的合成,进而研究该基因在产胶代谢中的作用。因此橡胶草是研究植物产胶机理的良好模式植物,其乳管也可以作为产胶功能基因鉴定平台,是具有发展前途的产胶植物。方法本研究在优化的橡胶草再生体系的基础上,分别以橡胶草c DNA和橡胶树的DNA为模板,克隆橡胶草HMGR基因和橡胶树HMGR1基因的特异性启动子Hb HMGR基因,对HMGR基因进行了生物信息学分析。构建原核表达载体,转化BL21菌株并诱导表达;构建细胞融合表达载体,转化GV3101菌株并侵染洋葱表皮细胞,在共聚焦显微镜下观察基因表达情况;构建植物过表达载体,通过农杆菌介导法转入橡胶草,获得转基因植株,转基因植株分子检测的结果表明外源基因已经整合到橡胶草基因组中,并对转基因橡胶草进行了基因表达量分析。结果(1)克隆获得橡胶草HMGR基因和橡胶树HMGR1基因的特异性启动子Hb HMGR1基因,HMGR基因含有一个1749bp大小的开放阅读框,编码582个氨基酸,HMG-Co A还原酶属于HMG-Co A还原酶超家族中的一员;(2)构建原核表达载体,经IPTG诱导和SDS-PAGE检测,HMGR蛋白在BL21菌株中成功表达,分子量为62.6591KDa,当诱导6h时表达量最高;(3)构建细胞融合表达载体,亚细胞定位结果显示,HMGR-GFP融合蛋白主要定位于细胞膜和核膜上;(4)对橡胶草的再生体系优化的结果表明,以橡胶草的叶柄作为外植体,诱导不定芽的激素配比为1mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA,不定芽生根的激素配比为0.1mg/L NAA;(5)构建植物过表达载体pCAMBIA2300-35S-Tk HMGR和p CAMBIA-1303-Hb HMGR1-Tk HMGR,采用农杆菌介导法侵染橡胶草茎,经PCR鉴定获得转基因橡胶草,对获得的转基因橡胶草进行Real Time-PCR分析,表明外源基因随机整合到橡胶草的基因组里,并在RNA水平上得到转录;(6)提取转基因橡胶草的三萜和橡胶,进行了分析和测定,结果表明准基因橡胶草的三萜含量有显著地增加,而橡胶略微有所增加,但没有达到显著水平。