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叶酸是生命活动中不可或缺的一类小分子代谢物，广泛参与了核苷酸、氨基酸和泛酸的生物合成，是一碳单位的重要供体。叶酸由三部分构成：喋啶、对氨基苯甲酸和多聚谷氨酸残基。在叶酸合成过程中，叶酰聚谷氨酸合成酶（folylpolyglutamate synthetase, FPGS）负责将多个谷氨酸残基逐个加在单谷氨酸四氢叶酸（tetrahydrofolate, THF）的γ-羧基上，由此形成多尾形式四氢叶酸。FPGS有AtDFB、AtDFC、AtDFD三个同工酶，分别定位于质体、线粒体和细胞质，它们在各自的细胞器中行使功能。实验室获得一个拟南芥AtDFB基因的突变体，该突变体的T-DNA插入在AtDFB基因的第6个内显子中。在9.4N（9.4mM NO-3）培养基上atdfb-3突变体幼苗主根长度只有野生型的30%左右，在0.3N（0.3mM NO-3）培养基上atdfb-3突变体几乎不生长，并且子叶发紫。atdfb-3突变体中AtDFC基因转录水平明显提高，推测在低氮培养条件下这两个基因可能存在功能互补。同时， atdfb-3突变体内5-甲基四氢叶酸明显低于野生型、5-甲酰四氢叶酸含量略微低于野生型。在拟南芥中AtDFB基因有两个不同的转录本（AtDFB CDS.1/AtDFB CDS.2），两个转录本之间相差174个碱基、58个氨基酸，为了验证两个转录本之间是否具有生物学功能差异，本文分别构建了以CaMV35S启动子驱动的两个转录本的过表达载体（pH2GW7-DFB.1/pH2GW7-DFB.2），将这两个过表达载体转入野生型拟南芥和atdfb-3突变体中，通过抗性筛选和PCR鉴定获得转基因阳性的过表达和互补植株。在9.4N和0.3N条件下，过表达植株与互补植株的鲜重、主根长度都接近于野生型拟南芥；互补植株的5-甲基四氢叶酸、5-甲酰四氢叶酸含量有一定程度的恢复。以上结果表明，AtDFB基因在叶酸合成代谢途径中发挥着重要作用，低氮条件下AtDFB基因的缺失直接导致atdfb-3突变体主根的急剧缩短，叶酸含量的明显下降；而过表达AtDFB基因后，atdfb-3突变体在低氮条件下的表型恢复至野生型拟南芥水平，并且叶酸含量有所提高；AtDFB基因的两个转录本在恢复atdfb-3突变体的鲜重、根长、叶酸含量方面都产生了作用。