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作为供给人体叶酸需求的主要来源之一,主要作物如水稻、小麦和玉米的叶酸含量很低。目前在作物叶酸代谢工程中,仅对大肠杆菌、哺乳动物、拟南芥的GTP环化脱羧酶(GTPCHI)和拟南芥甲叉基苯甲酸合成酶(ADCS)有较深入的研究。本文对来源利什曼原虫(Leishmania major)的NADPH依赖型喋呤还原酶PTR1和大豆的叶酸关键酶GTPCHI进行研究,探讨它们在植物(烟草和拟南芥)叶酸生物合成中的作用,取得了以下主要研究结果：1构建了由CaMV35S启动子驱动PTR1基因的植物表达载体pCAMBIA3301-PTR1和PTR1基因与拟南芥苹果酸脱氢酶基因(MDH)的线粒体定位序列相融合后的植物表达载体pCAMBIA3301-MT-PTR1;将上述两种表达载体进行了烟草的遗传转化并获得了转基因植株。2利用转基因植物分析了PTR1对提高叶酸含量的作用：(1)半定量RT-PCR分析表明,来源于利什曼原虫的PTR1(定位于胞质)和MT-PTR1(定位于线粒体)都在烟草植株中得到了表达。(2)对PTR1和MT-PTR1转基因当代植株的幼嫩叶片的叶酸含量分析表明,定位于胞质和线粒体中的PTR1转基因植株的叶酸含量分别为1085.86和802.18 ng／g鲜重,而对照为522.65 ng／g鲜重。因此,无论是定位于胞质还是线粒体中的PTR1转基因植株,其幼嫩叶片的叶酸含量均显著高于对照。3采用RACE技术从大豆中分离获得GTPCHI两个同源基因的cDNA序列。根据NCBI网站//www.ncbi.nlm.nih.gov/)中的大豆EST序列和Phytozome网站http://www.phytozome.ne预测的大豆GTPCHI cDNA设计引物,采用RACE技术,从大豆中分离到2个完整的cDNA序列,分别为Gm03g21540和Gm08g46160,大小为1380bp和1374bp。经比对发现,Gm03g21540和Gm08g46160的氨基酸序列与番茄GTPCHI结构最为接近,一致性高达66%和74.9%,相似性高达59.6%和68.2%；和拟南芥GTPCHI一致性为67%和71.7%、相似性为55.9%和60.2%。4半定量RT-PCR分析表明,大豆GTPCHI同源基因Gm03g21540和Gm08g46160在大豆根、茎和叶中均表达。其中,Gm03g21540在根中表达量最高,其次是茎、叶；而Gm08g46160在茎中表达量最高,根、叶随后。5构建了由CaMV35S启动子驱动Gm03g21540和Gm08g46160基因的植物表达载体,并获得了相应的转基因植株。