植物作为生物反应器具有许多微生物、动物细胞培养系统所不具备的优点：1)可对真核蛋白进行正确的翻译后加工，形成有活性的分子；2)不需要复杂的发酵产物后提取和分离、纯化过程；3)可利用自身丰富的底物，生产成本相对低廉；4)不涉及公众目前非常关心的有关转基因动物伦理道德的问题和产品病毒污染等问题。因此，转基因植物将成为一种新的潜力巨大的生物反应器。迄今为止，已有大量的有关利用植物生产活性蛋白用于医药、食品、工业等领域的可行性文献，也有利用植物生产高附加值碳水化合物和脂类的报导。植物通过光合作用在叶中合成糖类物质，然后从叶中转移到根、(块)茎、籽粒等贮存器官中，采用遗传改良方法改变植物组织的糖代谢途径，有可能使植物成为生产高附加值寡糖、多糖和糖蛋白的生物反应器。 Globotriose是一种具有重要价值的寡糖。在大肠杆菌中，它的合成需要3个关键酶基因：1)suaA，编码Sucrose synthase(EC2.4.1.13)；2)galE，编码UDP-galactose 4-epimerase(EC 5.1.3.2)：3)lgtC，编码a-l,4-galactosyltransferase(EC 2.4.1.x)。在植物中Globotriose因缺少这三种酶而不能被合成。本工作拟将上述基因转入模式植物烟草，探讨利用转基因烟草合成Globotriosc的可能性。首先将上述基因分别正、反向克隆到植物表达载体pCAMBIAl300-35S-Tnos-als的Kpnl位点，共得到6个重组质粒plgtC(+／-)、pgalE(+／-)和psusA(+／-)。用携带上述质粒的农杆菌转化烟草无菌苗叶盘，在加有选择剂的培养基上筛选后获得转化植株。对转化植株进行PCR检测和Northern杂交鉴定，证明外源基因已转入烟草并活跃表达。 对转基因烟草植株的可溶性总糖分析发现，转正义susA基因的烟草植株可溶性糖含量比对照植株有一定提高，在检测的4个株系中，除1个差异不显著外，其余3个株系均达差异显著水平(P≤0.05)；这3个株系间可溶性糖含量虽有差异，但差异不显著。转反义susA基因的烟草株系，其可溶性糖含量与对照株系相比，除1个差异不显著外，其余3个株系均极显著(P≤0.01)提高。 转正义galE基因的5个株系中有2个株系可溶性糖含量较对照有明显提高，差异极显著(P≤0.01)：1个株系可溶性糖含量与对照相比显著提高，达到差异显著(P≤0.05)水平，而另外2个株系与对照差别不大。转反义ga/E基因的5个株系可溶性糖含量相差较大，其中E-12与对照相近，达不到差异显著；1个株系与对照相比差异显著(P≤0.05)，3个株系与对照相比达到差异极显著(P≤0.01)水平。转正义lgtC基因的株系中，除C+15可溶性糖含量较对照差异显著(P≤0.05)外，其它株系可溶性糖含量均成倍提高，与对照相比差异极显著(P≤0.01);而转反义lgtC基因的株系，其可溶性糖含量与对照相比极显著(P≤0.01)提高，并且不同株系间也存在着明显差异。 随机选取的5个转空载体的转基因株系的可溶性总糖含量与未转基因对照相近，表明转以上三个目的基因的植株可溶性总糖含量的提高是由目的基因引起,不同株系间可溶性总糖含量的差异可能是由于目的基因插入位点不同造成的。 转基因植株的生长发育状态与对照植株有一定不同，主要表现为转基因植株生长速度较快。移栽三周后，部分转基因株系中出现植株开花提前，意味着外源基因的表达促进了植株由营养生长向生殖生长的过渡。在转正义lgtC基因的12个株系中，有2个株系开花，而在转反义lgtC基因的9个株系中，有4个株系开花，开花株系数占总株系数的44.4％。在转正义galE基因的10个株系中，虽只有1个株系开花，但开花植株占株系内植株的50％(3/6)。而转反义galE基因的植株和对照植株未见开花。 本工作通过向烟草中转入3个参与糖代谢基因，分别获得了糖分改变的转基因植株，研究了糖代谢途径的改变对转基因植株糖分积累、生长发育的影响，为深入研究烟草细胞糖转化的关键步骤和调控机制奠定了基础，同时也创造出了一批在植物糖代谢研究和糖工程研究中有重要价值的材料。