在雷公藤植物中，萜类化合物是一类具有多种重要生物活性的化合物，已被广泛应用于临床治疗多种疾病和无公害杀虫剂的开发等方面。但是该类化合物在植物体中含量低微，至今仍不能通过化学合成、植物组织提取的方法大量获得。通过组织和细胞培养规模化生产植物次生代谢物是一种比较理想的手段，现阶段无公害农药研究服务中心已建立稳定的雷公藤悬浮细胞培养体系和不定根培养体系，但也存在生产周期长、成本高等问题。近些年来关于萜类化合物的生物合成途径和相关酶信息研究的越来越明晰，基于前人研究成果，利用基因工程和分子生物学方法对控制生物合成途径的基因及其转录因子进行调控，克服路径中的限速步骤，达到在分子水平上改造代谢途径、促进目标产物的定向合成是生产活性次级代谢产物行之有效的方法。本研究以雷公藤为材料，利用RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术对雷公藤萜类化合物MEP生物合成途径中的关键酶DXR基因（1-deoxy-D-xylulose5-phosphate reductoisomerase）进行了克隆研究，并对DXR基因和HMGR基因进行诱导表达分析，取得了以下主要研究结果：1、从雷公藤叶中成功克隆出DXR基因：TwDXR基因全长1709bp，其中包含1410bp的开放阅读框，编码469个氨基酸。生物信息学分析显示TwDXR基因和其他植物中的DXR基因有很高的同源性，跨膜结构分析DXR肽链位于膜外，结合转运肽的分析结果可以推断，DXR在游离核糖体合成完成后，被转运到叶绿体中行使功能，不与膜结合；2、实时荧光定量PCR检测表明，TwDXR和TwHMGR基因在不同雷公藤组织中均有表达，其中TwDXR在叶中的表达量最大——与DXR定位于叶绿体相符，根、茎和发状根次之，在不定根中的表达量最少；TwHMGR基因在不定根中的表达量最高，其次是发状根、根和叶，在茎中的表达量最少；3、实时荧光定量PCR检测表明，诱导因子（Ag+和MJ）处理促进雷公藤不定根中TwDXR和TwHMGR的表达。其中用30mM Ag+处理后，DXR基因表达量在第四天达到最大值（约为对照组的4.2倍），HMGR基因表达量在第二天达到最大值（约为对照组的4.2倍）；用50mM MeJA处理后，DXR基因的表达量在第二天达到最大值（约为对照组的4.0倍），HMGR基因在第二天达到最大值（约为对照组的2.3倍）；4、HPLC检测表明，诱导因子（Ag+和MJ）处理促进雷公藤不定根中次级代谢产物雷公藤内酯醇和次碱的积累：用30mM Ag+处理后，内酯醇在不定根中的积累量在第四天达到最大值，为28.61μg/g（对照组为10.67μg/g），次碱的积累量在第六天达到最大值，为100.36μg/g（对照组为29.55μg/g）；用50mM MeJA处理后，内酯醇在不定根中的积累量在第六天达到最大值，为36.32μg/g（对照组为13.83μg/g），次碱在不定根中的积累量在第六天达到最大值，为129.20μg/g（对照组为29.55μg/g）。研究结果初步验证了DXR和HMGR基因调控着雷公藤萜类化合物生物代谢途径，所得结果可以为阐述雷公藤萜类物质的生物合成机理及提高雷公藤萜类物质含量奠定了基础。