银杏内酯是治疗心脑血管疾病最有效的天然药物之一，已引起了国际药学界的广泛关注，随着相关研究的深入，银杏内酯有望成为治疗休克、烧伤、过敏性哮喘、中风、移植排斥、血液透析等病症的一类新药。由于银杏生长较慢且银杏内酯含量非常低，而市场对银杏制品的需求量又大，所以目前完全不能满足患者的需求。开展银杏的基因工程为解决药源缺乏的问题提供了崭新的思路，而开展银杏内酯生物合成途径的分子生物学研究是实现银杏内酯基因工程的重要工作。 银杏内酯的生物合成起源于新近发现的MEP途径。20碳单位的香叶基香叶基焦磷酸(Geranylgeranyl diphosphate，GGPP)是银杏内酯生物合成的直接前体，它由香叶基香叶基焦磷酸合成酶(Geranylgeranyl diphosphate synthse，GGPPS)催化生成。本文利用基因组步移的方法，克隆了包括完整ORF的GbGGPPS基因组序列，利用半定量RT-PCR对GbGGPPS进行表达谱分析，利用颜色互补验证基因功能；并开展了银杏的遗传转化等工作，为研究银杏内酯前体生物合成途径的分子生物学和开展银杏内酯的代谢工程奠立基础。 本文克隆到了2135bp的GbGGPPS基因组序列，对GbGGPPS基因组结构的分析表明该基因没有内含子，在其上游序列中发现了MeJA反应元件(CGTCA)。该基因编码区长为1176bp，编码391个氨基酸的多肽；生物信息学分析表明GbGGPPS定位于质体，在其氨基端具有长为79个氨基酸的质体转运肽；GbGGPPS属于异戊烯基转运酶家族，具有该酶家族特有的两个天冬氨酸富集基序；分子系统进化分析表明植物的GGPPS分为被子植物和裸子植物两种类型，GbGGPPS属于裸子植物类型的GGPPS；对GbGGPPS的蛋白质结构模拟分析结果表明，GbGGPPS由大量的α—螺旋通过随机卷曲连接而成，这些α—螺旋环绕形成一个袋状空腔，其空腔口部为底物结合与碳链延伸的活性部位。利用半定量RT-PCR对GbGGPPS进行组织表达谱分析，结果表明GbGGPPS在银杏根、茎、叶、树皮和果实中均有表达，但表达量差异较大，在根中表达量最高，在叶中表达量最低。用GbGGPPS的OFF序列替换pTrcAtIPI质粒上的拟南芥IPI基因编码区，获得pTrcGbGGPPS质粒；在大肠杆菌XL1—Blue中同时导入pACCAR25ΔcrtE质粒和pTrcGbGGPPS质粒，构建了其β-胡萝卜素的合成途径。该菌在颜色互补平板上菌落呈现明亮的橘黄色。功能互补分析表明了GbGGPPS能推动工程菌XL1-Blue+pTrcGbGGPPS+pACCAR25ΔcrtE超量表达β-胡萝卜素，证实GbGGPPS具有典型的GGPPS基因的功能。该基因组的克隆和分析有助于在分子遗传学水平上了解GbGGPPS的功能，为实现银杏内酯的基因工程提供了一个重要的基因和作用靶点。 为建立银杏的遗传转化体系，本文采用载体pCAMBIA1304+分别转化农杆菌C58C1、LBA4404和EHA105，以成熟的银杏种子胚为外植体，农杆菌介导将pCAMBIA1304+上的GUS基因转入银杏胚中，并对其进行了GUS活性检测。在以下条件下得到了较高的转化率：以农杆菌EHA105转化银杏种子胚后，再共培养3d，经过28d恢复期，从转化过的胚诱导出的愈伤用添加了10mg/L潮霉素的培养基进行筛选培养。大约1个月后，从褐化死亡的愈伤组织上冒出的小白点即潮霉素抗性愈伤，被取下培养至一定量可以进行后续分析。该方法对遗传转化较为困难和农杆菌侵染不敏感的裸子植物进行了探索，为进一步开展银杏内酯的代谢工程提供了一条有效的转化途径。