德国洋甘菊(Matricaria recutita L.)又称母菊,为菊科母菊属草本植物,具有抗炎、抑菌、抗氧化、降血脂、降血压、抑制癌细胞及镇定止痛等作用。其主要药用成分母菊薁、α-红没药醇的含量常作判定洋甘菊质量的评价标准之一。α-红没药醇属于倍半萜类化合物,其生物合成途径属于类异戊二烯代谢途径。本研究一方面比较分析了德国洋甘菊管状花和舌状花中挥发油组分中α-红没药醇含量差异;另一方面结合本课题组已有的转录组数据库,筛选出α-红没药醇基因序列,对α-红没药醇合酶基因进行克隆和功能验证。为德国洋甘菊挥发油中α-红没药醇含量的调控奠定分子生物学基础。主要结果如下:1.利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析德国洋甘菊管状花与舌状花挥发油中成分及α-红没药醇含量差异,结果表明:德国洋甘菊管状花挥发油和舌状花挥发油分别鉴定出21、19种物质,共计30种物质。α-氧化红没药醇A、α-氧化红没药醇B、母菊薁和α-没药醇等为管状花和舌状花的主要成分。α-红没药醇含量在管状花中较高。2.通过转录组数据分析,筛选出α-红没药醇合酶基因,命名为Mr BBS,同源分析确定德国洋甘菊α-红没药醇合酶基因开放阅读框(ORF)长度。并利用特异性引物进行PCR扩增,得到Mr BBS序列。结果表明:Mr BBS1编码区长度为1,719 bp,编码572个氨基酸,推测蛋白分子质量为66.82 k Da,等电点(p I)为5.42;Mr BBS2编码区长度1,701 bp,编码566个氨基酸,蛋白分子质量为66.60 k Da,等电点为5.48。并通过生物信息学方法分析Mr BBS的蛋白质结构。3.构建原核表达工程菌,诱导表达获得重组蛋白,Mr BBS1重组蛋白大小为83k Da,Mr BBS2重组蛋白大小为81 k Da。体外酶促反应证明Mr BBS1蛋白可以将FPP催化成α-红没药醇,具有α-红没药醇合酶的活性。4.实时荧光定量(q PCR)技术分析Mr BBS基因在盛花期管状花、舌状花、根、茎和叶中的相对表达量。结果表明:Mr BBS基因的相对表达量在根中最高,在茎中最少。表达量从高到低依次均为根、管状花、舌状花、叶、茎。5.构建重组真核表达载体并通过电击法转入根癌农杆菌EHA105中,注射侵染至烟草叶片细胞中进行瞬时表达。激光共聚焦显微镜下显示Mr BBS1和Mr BBS2蛋白均定位于叶绿体上。