中国特有树种喜树(Camptotheca acuminata)是喜树属(Camptotheca Decne)植物。喜树碱(camptothecin)是Wall等1966年在喜树木质部中分离到的一种具有显著抗肿瘤活性的生物碱[1]。喜树碱及其衍生物、紫杉醇以及维生素甲类化合物抗肿瘤作用的发现被誉为“20世纪90年代抗癌药物的三大发现”[2]。喜树碱是通过抑制拓扑异构酶I发挥细胞毒性的天然植物活性成分[3,4]。本文以喜树为研究对象,从基因克隆,表达分析,诱导调控及喜树碱含量比较等方面开展了一系列的工作,并取得了以下结果:1.首次从喜树中克隆了3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶基因CaHMGS,该基因全长为1801bp,含有一个1416bp的开放阅读框,编码一个具有472个氨基酸的蛋白;序列比较和进化分析,发现CaHMGS与其他植物HMGS具有较高的同源性;组织特异性表达分析结果表明CaHMGS并不是一个组成型表达基因,在胚轴和子叶中表达量相似,而在根中检测不到表达;一个月喜树幼苗诱导处理结果表明CaHMGS是一个至少在转录水平上受到调控的基因,MJ和SA均能在胚轴中非常有效地诱导CaHMGS表达上调。2.首次系统地研究了不同外植体类型(包括真叶,茎段,子叶及胚轴),胚轴年龄和不同发根农杆菌菌株(包括A4,15834,R1601及C58C1)等因素对喜树毛状根诱导频率的影响,并用PCR对诱导出的毛状根进行了分子鉴定。实验结果表明: 5-10天是胚轴最佳诱导年龄段,最佳菌株为15843。3.成功地将带长春花关键基因(ORCA3, G10H,STR+G10H)转到喜树毛状根中,并用PCR对诱导出的毛状根进行了分子鉴定,同时对不同菌株诱导的毛状根进行HPLC检测,结果表明带STR+G10H菌株诱导的毛状根产生的喜树碱为4.5 mg/g,其中喜树碱含量与用空菌转化的对照根相比较提高5倍,本研究为喜树碱的药源开发提供了一条新型侯选途径,并为进一步利用基因工程技术调控喜树碱的代谢合成奠定了基础。