马尾松是我国大宗商品材及良好的纤维工业原料,生长快,材质优,也是主要的采脂树种,其以萜类化合物为主要成分且有特定气味的松脂可提取松节油和松香,它们都是重要的化工原料,松脂还具抗生物逆境的作用。本文对萜类化合物合成途径中GPPS基因及其启动子的功能进行初步研究,旨在为高产脂马尾松良种选育和分子育种提供帮助。本文以马尾松为试材,提取其总RNA,利用同源克隆技术获得马尾松GPPS基因的ORF,对其进行生物信息学分析。通过实时荧光定量分析PmGPPS基因在马尾松不同组织中的表达量,并分析马尾松幼苗在PEG 6000渗透胁迫、机械损伤、H2O2、Me JA、ETH和SA处理下PmGPPS基因的表达水平。克隆马尾松PmGPPS基因启动子片段,预测其所含的核心作用元件,构建启动子各缺失片段的重组质粒,在烟草叶片中进行瞬时表达分析。对PmGPPS基因进行原核表达分析,纯化出蛋白。并将PmGPPS基因转入拟南芥中分析叶绿素含量、酶活性及与萜类物质合成相关基因的表达量。结果如下:（1）PmGPPS基因ORF长度为1164 bp,编码387个氨基酸。理化性质分析结果表明:PmGPPS蛋白的分子式为C1850H3001N507O572S19,分子量为42.11 k Da,理论等电点（p I）为6.08,总亲水性平均数为-0.069,该蛋白为亲水性蛋白,蛋白质不稳定系数（II）为41.20,为不稳定蛋白。根据在线软件预测结果,初步推测PmGPPS蛋白是叶绿体定位蛋白且不含有信号肽序列,无跨膜结构。保守结构域预测结果表明PmGPPS蛋白属于类异戊二烯超家族成员。（2）马尾松PmGPPS基因在嫩叶中的表达量最高,其次是成熟叶。在渗透胁迫、机械损伤和SA处理下,PmGPPS基因表达量均在3 h时达到最高;在H2O2处理下,到24 h时表达量升到最高;ETH处理下的表达量在12 h时达到最高;在Me JA处理下,PmGPPS基因表达量在6 h时达到最高值。（3）马尾松PmGPPS基因启动子片段长为1690 bp,含有许多激素响应元件、参与光响应、防御和应激反应的顺式作用元件和参与干旱诱导的MYB结合位点等防御性元件,以及一些未知功能的元件。瞬时表达结果表明各缺失片段均能启动GUS基因的表达。在不同激素处理下,p BI121-PmGPPS-570 bp-GUS片段在Me JA处理下叶片颜色最深;p BI121-PmGPPS-1130 bp-GUS片段在Me JA和GA处理下叶片颜色相对较深;p BI121-PmGPPS-1690 bp-GUS片段在IAA处理下叶片颜色相对较深。（4）通过原核表达诱导出42.1 k Da左右大小的蛋白,纯化后得到一条条带大小正确且较为单一的目的蛋白。（5）转PmGPPS基因拟南芥中叶绿素的含量均高于野生型拟南芥,酶活性也普遍提高,最高可达52.74 IU/L,是野生型拟南芥的约1.28倍。在PmGPPS过表达的情况下,DXR及HDR的表达量略有所下降,HMGR的表达量无明显变化,而MK、PSY及TPS的表达量均有上升,尤其是TPS基因表达量上升最为明显,最高可达野生型表达量的40多倍。本文初步发现PmGPPS基因能响应一些非生物胁迫和激素处理,过表达可正向调控MVA和MEP通路上部分基因的表达,以促进合成更多的萜类化合物。