与核基因表达系统相比,叶绿体表达系统作为一种新型生物反应器具有定点整合、遗传稳定性好、表达效率高等特点。纳豆激酶(Nattokinase,NK)是纳豆在发酵过程中由纳豆枯草杆菌(Bacillus subtilis)产生的一种具有强烈纤溶作用的丝氨酸蛋白激酶,可治疗和预防血栓病,成为近年来的研究热点。防御素(Defensin)是生物体内含量低但具有广谱抗微生物活性的一类阳离子小肽。由于防御素对微生物具有杀灭作用,用大肠杆菌表达体系不能直接获得有活性的防御素。如果能用叶绿体来表达和生产纳豆激酶及防御素,将具有很好的应用前景。　　 本研究以烟草(Nicotiana tabacum)为研究材料,构建了NK和兔防御素NP-1叶绿体表达载体。使用基因枪法对烟草进行叶绿体转化,经过筛选和分化继代培养,得到了一批转基因烟草植株。通过Southern和Northern对转基因植株进行了验证,证明了外源基因在叶绿体中实现了定点整合及表达。蛋白活性检测表明转NK基因烟草蛋白粗提液具有溶栓活性,转NP-1基因烟草蛋白具有抑菌活性。对T1代植株检测证明外源基因在叶绿体中遵循母系遗传,说明已经整合到叶绿体基因组中,并能够稳定地遗传给下一代。另外我们将乙醇诱导启动子启动的T7 RNA聚合酶基因通过农杆菌法导入烟草的核基因组中,获得稳定的核转化植株,然后将由T7启动子启动的GFP基因和纳豆激酶基因导入到转T7RNA聚合酶基因(核转化)的烟草叶绿体基因组中,通过继代培养和筛选,初步建立一套核质互作可调控表达的植物叶绿体表达系统。本研究为进一步利用叶绿体作为生物反应器生产纳豆激酶和防御素提供了理论依据和技术基础。