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植物和微生物自身能合成叶酸,而人类和哺乳动物不能合成叶酸,主要从食物中摄取。而在一些谷物如小麦玉米中叶酸含量较低。近年来通过生物强化来提高作物中的叶酸含量成为经济有效的途径。本实验室前期从大豆(Glycine max)中克隆到叶酸生物合成的关键酶GmGCHI (GTP Cyclohydrolase I)、 ADCS(4-A mino-4-Deoxychorismate Synthase)基因的全长；首先在拟南芥里过表达,然后由胚乳特异性启动子驱动构建载体Gluc pro-GmGTPCHI-GmADCS,通过基因枪法转入小麦(Triticum aestivum)幼胚愈伤组织,得到500株转基因T0植株。本研究主要对以上获得的转拟南芥和小麦材料进行分子水平的鉴定,同时利用GmGCHI、GmADCS基因的特异序列制备蛋白抗体,以检测转基因材料中蛋白的表达水平,并通过高效液相色谱-质谱-质谱连用技术(LC-MS-MS)对阳性转基因植株的叶酸含量进行分析,获得的主要研究结果如下：1.对潮霉素抗性、PCR阳性的GCHI拟南芥植株进行叶酸含量分析,发现共有7个株系的叶酸含量比野生型均提高,其中有3个株系提高较明显：8g-32、8g-38、8g-39,分别较野生型提高了28.75%、23.35%、47.94%。同时获得8株ADCS转基因植株。2.将潮霉素抗性、PCR阳性的GmGCHI拟南芥植株与潮霉素抗性、PCR阳性的GmADCS拟南芥植株做杂交,组配了16个杂交组合,对杂交后代进行分子检测和叶酸含量分析,其中8g-39-7×ADCS19-4、8g-39-7×ADCS20-5-2、8g-39-7×ADCS23-3-2植株比野生型分别提高了100%、100%、93%;比单独转化GmGCHI分别提高了40%、40%、32%。3.用CTAB法提取To代GmGCHIIGmADCS转基因小麦的DNA,分别进行GmGCHI、GmADCS、Bar基因的PCR鉴定,从500株转基因植株中鉴定出47株PCR阳性植株。用高效液相色谱-质谱-质谱联用技术(LC-MS-MS)对GmGCHI+/GmADCS+小麦T1代籽粒进行叶酸含量的测定,测定结果表明有4个株系CY1-134、CY1-143、CY1-112、CY1-113的叶酸含量较对照有显著提高,分别提高了32%、46.78%、48.23%、62.45%。4.通过氨基酸序列比对选择出GmGCHI的711bp特异序列位置及GmADCS的849bp的特异序列位置构建Pet30a-GmGCHI711及Pet30a-GmADCS849原核表达载体。在E.coli BL21中进行了体外异源表达,发现GmGCHI711融合蛋白及GmADCS849融合蛋白主要以包涵体的形式表达,且表达量不高。对表达产物进行Ni-NTA His.Bind Resins亲和纯化,并获得鼠源抗体,抗体特异性正在检测中。综上所述,大豆来源的GCHI、ADCS基因使拟南芥和小麦中的叶酸含量得到显著提高,说明将来源于大豆的GCHI和ADCS引入植物后可以促进转基因植物中叶酸的合成代谢,这为深入了解植物叶酸合成代谢的基本规律奠定了基础。