虾青素(astaxanthin)是一种氧化型酮式红色类胡萝卜素，与其前体物质β-胡萝卜素和玉米黄素相比，具有更强的抗光氧化能力。苹果营养丰富，经济价值高，是世界上主要栽培树种之一。苹果果实在生长发育期间常出现日烧现象，通常苹果日烧是由于果实在温度逆境和强光下发生的光氧化伤害所致。如果能把苹果中的β-胡萝卜素和玉米黄素变成虾青素，则有可能在一定程度上提高果实的抗光氧化、抗日烧能力，同时还可改善果实色泽，对于进一步提高果实的营养品质和商品价值有重要意义。　　 β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)是虾青素生物合成的关键酶，本研究将bkt基因和crtR-B基因构建到载体上获得植物表达载体，并通过冻融法转化农杆菌EHA105获得工程菌株。以‘Brookfield嘎拉’苹果叶片为受体，由工程菌介导对其进行遗传转化，有望通过调控代谢途径，在苹果中合成虾青素。具体研究结果如下:　　 1.用高效液相色谱法(HPLC)测定了苹果果实中β-胡萝卜素的含量。结果表明，不同品种β-胡萝卜素含量不同，烟富3中β-胡萝卜素含量＞皇家嘎啦＞绿色品种塔斯坎;同一品种不同品系也不同，早熟富士红将军＞条红烟富3＞片红烟富6;果皮中β-胡萝卜素含量高于果肉;烟富3套袋果β-胡萝卜素含量显著低于非套袋果，果皮和果肉中分别降低了30.43％和4.38％。果实中β-胡萝卜素含量的测定为以β-胡萝卜素为底物合成虾青素的遗传转化提供了依据。　　 2.构建了植物表达载体p1301-bkt和p1301-bkt-crtR-B。用bkt基因替换pBI221中的GUS基因形成含有CaMV35S启动子和NOS终止子的bkt基因表达盒，然后插入植物表达载体pCAMBIA1301中，获得植物表达载体p1301-bkt;再用crtR-B基因替换载体p1301-bkt中的GUS基因，获得双价植物表达载体p1301-bkt-crtR-B。转化根癌农杆菌EHA105，获得工程菌EHA105/p1301-bkt和EHA105/p1301-bkt-crtR-B。　　 3.研究了影响遗传转化的主要因素如激素种类和浓度、抗生素筛选、农杆菌侵染等对‘Brookfield嘎啦’叶片再生的影响，同时研究了抗生素Km和Hm对试管苗增殖和生根的影响，为后面工程菌介导的苹果遗传转化奠定基础。结果表明:TDZ诱导叶片再生芽数显著高于6-BA，最佳浓度配比为TDZ1.0 mg/L、NAA0.4 mg/L;嘎啦苹果对抗生素Km和Hm均很敏感，叶片再生最佳Km和Hm选择压为10 mg/L和3 mg/L，试管苗增殖为40 mg/L和4 mg/L，生根为5 mg/L和2 mg/L; Cef浓度小于600 mg/L时，对叶片再生芽数的影响不明显;农杆菌侵染对叶片伤害较大，与对照相比显著降低了叶片再生芽数。　　 4.以苹果无菌试管苗叶片为受体，以工程菌EHA105/p1301-bkt介导苹果遗传转化时，共获得9株转化植株(R1-R9)和部分抗性愈伤组织，GUS染色、PCR和RT-PCR检测结果表明其中有8株(R1，R2，R3，R4，R6，R7，R8，R9)bkt基因已整合到转基因植株基因组中并获得了表达，表型观察初步断定能以玉米黄素为底物合成虾青素。　　 5.以工程菌EHA105/p1301-bkt-crtR-B介导苹果遗传转化时，共获得7株转基因植株和部分抗性愈伤组织，经PCR、RT-PCR和Southern blotting检测，结果表明:有4株(G1，G4，G5，G7)bkt和crtR-B基因均整合到苹果基因组中并在基因组中得到了表达;有1株(G6)仅bkt基因整合到苹果基因组中并且获得了表达;有1株(G2)仅crtR-B基因整合到苹果基因组中并且获得了表达;有1株(G3)仅bkt基因整合到苹果基因组但并没有表达。转基因各株系表现出不同的杂交谱带，目的基因整合的拷贝数为1-2。