全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 16 期 2013 年 8 月

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• 药材与资源 •
黄花蒿 MCS 基因的克隆及其序列分析与原核表达
王 英 1，贾伟章 2, 3*，谭明俊 2，张 军 2，王 丹 2，刘顺会 2
1. 华南农业大学园艺学院，广东 广州 510640
2. 广东药学院生命科学与生物制药学院，广东 广州 510006
3. 广东省生物技术候选药物研究重点实验室，广东 广州 510006
摘 要：目的 从黄花蒿中克隆 MEP 途径关键酶 2C-甲基-D-赤藓糖醇-2, 4-环焦磷酸合成酶（MCS）基因，进行序列特征分
析、原核表达以及组织表达的研究。方法 根据黄花蒿 MCS（AaMCS）基因 EST 序列，克隆 MCS cDNA 及基因组序列。
将 MCS 编码区与表达载体 pET-21a (+) 重组，构建 pET-21a (+)-MCS 的原核表达载体并转入大肠杆菌 BL21（DE3），IPTG
诱导获得 MCS 融合蛋白。半定量 RT-PCR 检测 MCS 的组织表达情况。结果 AaMCS cDNA 全长 994 bp，包含 681 bp 的开
放阅读框，编码 226 个氨基酸，基因全长 2 540 bp，包含 3 个外显子和 2 个内含子。构建 pET-21a (+)-MCS 重组质粒，获得
稳定的 pET-21a (+)-MCS 原核表达体系。AaMCS 在根、茎、叶、花中均有表达，其中花中表达量较高，根和茎中表达量低。
结论 克隆了 AaMCS 基因，建立 pET-21a (+)-MCS 稳定的原核表达体系，为研究 AaMCS 蛋白的活性及其功能奠定了基础。
关键词：黄花蒿；2C-甲基-D-赤藓糖醇-2, 4-环焦磷酸合成酶；基因克隆；序列分析；原核表达
中图分类号：R282.12 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)16 - 2288 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.16.019
Cloning and sequence analysis of MCS gene in Artemisia annua
and its prokaryotic expression
WANG Ying1, JIA Wei-zhang2, 3, TAN Ming-jun2, ZHANG Jun2, WANG Dan2, LIU Shun-hui2
1. College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China
2. College of Life Sciences and Biopharmaceutics, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China
3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology Candidate Drug Research, Guangzhou 510006, China
Abstract: Objective To obtain the indispensable key enzyme involved in the MEP pathway, the 2C-methyl-D-erythritol-2, 4-cyclodi-
phosphate synthase gene (MCS) was cloned from Artemisia annua, and bioinformatic analysis, prokaryotic expression, and tissue-specific
expression were conducted. Methods According to AaMCS EST sequence, the full length of cDNA and genomic sequences were obtained
by the design of specific primers, rapid-amplification of cDNA ends (RACE) and genome amplification. The coding region of MCS gene was
cloned into the expression vector pET-21a (+) by gene recombination technology, the recombinant plasmid pET-21a (+)-MCS was
transformed into E. coli BL21 (DE3), and the expression of recombinant protein was induced by IPTG. Semi-quantitative RT-PCR was used to
detect the expression of AaMCS transcripts. Results The AaMCS cDNA was found to be 994 bp containing an open reading frame (ORF) of
681 bp that translated into a putative peptide of 226 amino acid, The full length of MCS was 2 540 bp consisting of three exons and two
introns. A recombinant pET-21a (+)-MCS was constructed by genetically fusing the MCS to pET-21a (+) vector system, and was successfully
expressed in E. coli BL21. The tissue expression patterns indicated that the expression level of AaMCS transcripts in flowers was higher than
that in the roots and stems. Conclusion The MCS gene is cloned from A. annua, and the stable prokaryotic expression system of pET-21a
(+)-MCS is constructed. This work is helpful for investigating the activities and other physiological functions of MCS protein.
Key words: Artemisia annua L.; 2C-methyl-D-erythritol-2, 4-cyclodiphosphate synthase gene; gene cloning; sequence analysis;
prokaryotic expression

收稿日期：2013-03-27
基金项目：广东药学院博士启动基金项目（43555022）
作者简介：王 英（1979—）女，博士，研究方向为药用植物生物技术研究。E-mail: wangying615@scau.edu.cn
*通信作者 贾伟章 Tel: (020)39352201 E-mail: jiawzh@gmail.com
网络出版时间：2013-07-05 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20130705.1531.006.html
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 16 期 2013 年 8 月

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黄 花 蒿 Artemisia annua L. 属 于 菊 科
（Asteraceae）蒿属 Artemisia L. 一年生草本植物，
为传统中草药。青蒿素是 1972 年我国科研人员从黄
花蒿中分离得到的抗疟疾有效单体[1]，研究发现其
具有免疫抑制、抗菌、抗肿瘤等较广泛的药理作用，
但黄花蒿中青蒿素量低，青蒿素的生产不能满足市
场需求[2-3]。科研人员已利用表型及 SSR、SNP 等分
子标记开展黄花蒿分子育种工作，以期培育青蒿素
量高的黄花蒿品系，并且青蒿素的次生代谢途径及
其合成机制的研究也取得显著进展[4-5]。研究表明青
蒿素的生物合成是以萜类化合物共同前体——异戊
烯基焦磷酸（IPP）为基础，IPP 在法呢基焦磷酸合
酶（FPS）的作用下生成法呢基焦磷酸（FPP），FPP
经紫穗槐二烯合酶（ADS）环化生成紫穗槐-4, 11-
二 烯 ， 然 后 经 细 胞 色 素 P450 单 加 氧 酶
（CYP71AV1）、青蒿醛 Δ11(13)双键还原酶（DBR2）、
青蒿醛脱氢酶（ALDH1）等一系列酶促反应合成青
蒿素[6]。植物中存在甲羟戊酸（MVA）和 2-甲基赤
藓糖醇-4-磷酸（MEP）2 条 IPP 合成途径，分别定
位于不同的亚细胞空间以及具有不同的 IPP 生成机
制，但二者存在协同效应。Towler 等[7]发现青蒿素
的生物合成可以利用来源于 MVA 和 MEP 2 条途径
的 IPP。要认识青蒿素的合成机制必须了解合成青
蒿素的生源、中间体及其关键酶，从而开展温度、
光照等生理生化研究以探讨对青蒿素积累的影
响[8-10]。2C-甲基-D-赤藓糖醇-2, 4-环焦磷酸合成
酶 （ 2C-methyl-D-erythritol-2, 4-cyclodiphosphate
synthase，MCS）是 MEP 途径的第 5 个关键酶，催
化 2-磷酸-4-(胞苷-5′-二磷酸)-2-C-甲基-D-赤藓糖
醇转化为 2C-甲基-D-赤藓糖醇-2, 4-环焦磷酸。研
究青蒿素合成的分子机制，克隆青蒿素生物合成
途径关键酶基因，可以为青蒿素基因工程提供候
选基因[11]。本研究拟以黄花蒿为材料，克隆 MEP
途径中的 MCS 基因并进行序列特征分析，建立
pET-21a (+)-MCS 原核表达体系，为研究青蒿素合
成代谢以及利用基因工程手段提高次生代谢物的
量奠定基础。
1 材料与试剂
1.1 材料
黄花蒿 Artemisia annua L. 叶片采自于广东省
广东药学院中药园，由广东药学院中药学院腾希峰
讲师鉴定。植物材料用液氮速冻后−80 ℃保存备
用。大肠杆菌（Escherichia coli）DH-5α 和 BL21 菌
种由本实验室保存。
1.2 试剂
Trizol 试剂购自 Invitrogen 公司，RACE 试剂盒
购自 Clontech 公司，Taq DNA 聚合酶、限制性内切
酶 Nhe I和 Xho I、T4-DNA连接酶购自 Takara 公司。
pMD18-T 和 pET-21a (+) 由本实验室保存。引物由
上海生工合成，其他化学试剂为进口或国产分析纯。
2 方法
2.1 总 RNA 提取及 MCS 全长 cDNA 的克隆
按照 Trizol 试剂盒说明提取黄花蒿叶片总
RNA。根据 GenBank 中 AaMCS 基因 EST 序列设计
一对特异性引物 MCS-F1（5’-GTGCTTTGGGTCT-
ACCTGAC-3’）和 MCS-R1（5’-CCCAAAATTGCG-
TCAACAACG-3’），采用 BD Smart 5’ RACE cDNA
扩增原理扩增 MCS 5’ cDNA。3’末端以接头 Olig-dT
（5’-GGCCACGCGTCGACTAGTACT17-3’）引导反
转录合成一链 cDNA（PrimeScript II，Takara），选
择使用接头通用引物 3’Adapter（5’-GGCCACGCG-
TCGACTAGTAC-3’）和基因特异性引物 MCS-F1
扩增 MCS 3’ cDNA。使用热启动和 Touch down PCR
程序：94 ℃预变性 1 min 后，10 循环：94 ℃、30 s，
66 ℃、30 s（每个循环降低 1 ℃），72 ℃、1 min；
25 个循环：94 ℃、30 s，56 ℃、30 s，72 ℃、1 min；
最后 72 ℃、7 min。
2.2 MCS 基因的克隆及测序与分析
基因组 DNA 的提取采用酚氯仿法。根据已获
得的 AaMCS 全长 cDNA 序列，设计一对基因特异
性引物 MCS-F2（5’-CATGGCTACATCAACTGCT-
TC-3’）和 MCS-R2（5’-CTTCTTCATCAAAAGTA-
CAACG-3’）用于扩增 MCS 基因组全长。PCR 程序：
94 ℃预变性 3 min；32 个循环：94 ℃、30 s，56 ℃、
30 s，72 ℃、3 min；最后 72 ℃、10 min。MCS cDNA
和基因组扩增的 PCR 产物经 1.2%的琼脂糖凝胶电
泳，用胶回收试剂盒（Omega）对目的片段进行纯
化，纯化产物与 pMD-18T 载体连接，转化大肠杆
菌 DH-5α 感受态细胞，对经 PCR 检测为阳性的克
隆进行测序（上海生工）。测序所得到的 cDNA 序
列同源性比对和序列相似性搜索用 NCBI 网站
（http://www.ncbi.nlm.nib.gov/blast）BLAST 软件进
行 ， 氨 基 酸 序 列 的 推 断 通 过 ExPASy 网 站
（http://au.expasy.org）的程序翻译，氨基酸序列的同
源性比较由 ClustalW1.8 程序完成，采用 MEGA 3.1
软件以临位相联法构建进化树。
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2.3 原核表达载体的构建及鉴定
根据 AaMCS 基因的全长 cDNA 序列，在开放
阅读框上游和下游分别设计上游引物（5’-CTAGCT-
AGCATGGCTACATCAACTGCTTC-3’）和下游引
物（5’-CCGCTCGAGCTTCTTCATCAAAAGTACA-
ACG-3’），并引入 Nhe I 和 Xho I 酶切位点。以
pMD-18T-MCS 为模板进行 PCR，将 PCR 产物和
pET-21a (+) 载体分别经 Nhe I 和 Xho I 双酶切进行
连接构建，重组 pET-21a (+)-MCS 经双酶切鉴定，
由上海生工进行 DNA 测序。转化大肠杆菌 BL21
感受态细胞，筛选阳性克隆并命名为 pET-21a
(+)-MCS。将阳性工程菌在含氨苄青霉素的液体 LB
培养基中，170 r/min 振摇培养，培养至吸光度 A600
值为 0.7～1.0 时，加入终浓度为 0.8 mmol/L 异丙基
硫代-β-D 半乳糖苷（IPTG）诱导 6 h，每 1.5 h 取
0.5 mL 菌液。以 pET-21a (+) 空载体为对照，将不
同时间收集的菌液进行 SDS-PAGE 电泳。
2.4 MCS 基因组织表达
取黄花蒿根、叶、茎和花等组织材料，Trisol
提取各组织总 RNA，经 DNase I 消化后，使用 Prime
Script II 逆转录酶（Takara）合成 cDNA。RT-PCR
半定量分析，以特异性引物 β-Actin-F（5’-CCTGCT-
ATGTATGTTGCCATCCA-3’）和 β-Actin-R（5’-CT-
CGGTAAGGATCTTCATCAATGCA-3’ ） 扩 增 的
β-Actin 为内参，特异性引物 MCS-F2（5’-CATGGC-
TACATCAACTGCTTC-3’）和 MCS-R2（5’-CTTCT-
TCATCAAAAGTACAACG-3’）检测 MCS 的组织表
达。适当稀释后 2 μL 逆转录产物为模板，用上述设
计所得引物进行 25 μL体系的 PCR反应，条件如下：
94 ℃预变性 1 min；94 ℃、30 s，56 ℃、30 s，β-Actin
延伸 30 s，72 ℃ MCS 延伸 1 min，28 个循环；72 ℃、
7 min。
3 结果与分析
3.1 MCS 基因的克隆
根据 GenBank 中 AaMCS 基因 EST 序列，通过
基因特异性引物和接头引物分别进行 5’RACE 和
3’RACE，MCS 5’末端和 3’末端序列拼接后获得
MCS 全长 cDNA 序列（图 1）。AaMCS cDNA 全长
956 bp，包含 681 bp 的开放阅读框，编码 226 个氨
基酸。5’非编码区 122 bp，3’非编码区 153 bp。在 3’

1 ccctttccatttcggatcagagtccggaaagatctgcccgatgtcaggtagacccaaagcacccaaaattgcgtcaacaacgacactcaaaaacacacacacagt
1 M A T S T A S S I Y T T S P L H T T T K A F S T R F P T R R
106 taaccaaccaaccaaccATGGCTACATCAACTGCTTCATCAATCTACACCACATCACCACTCCACACAACCACCAAAGCCTTCTCCACGCGCTTCCCCACGCGCC
31 S S L T L R P T Q H R A A V A V V N A A V E T E N I P A V K K D I P A
211 GCTCCTCTCTCACGCTCCGGCCGACTCAACACCGGGCGGCGGTTGCTGTTGTTAACGCCGCGGTGGAAACAGAGAATATTCCGGCGGTTAAGAAGGATATTCCGG
66 K V L P F R V G H G F D L H R L E P G Y P L I I G G I D I P H E R G C
316 CGAAGGTGTTGCCGTTTAGAGTAGGGCATGGATTTGATTTGCATAGATTGGAGCCTGGATATCCTTTGATTATTGGCGGGATTGATATTCCTCATGAACGTGGTT
101 E A H S D G
421 GTGAAGCTCATTCTGATGgtagtaattatatataatatatttttatatatttagttagttagttagttaagtttgttattttattgttaaatttgttagaattgt
526 gaattaggttagggctattaaaaatttgcagaaaccgtgtttgtagtttgtccaaattgcaggcgcagtccctacatcttcgaaagcgcaggcgtagtccttgtg
631 gaaaactttggtgtgcaattatcgtctctggcacgagaatatatgaaacttttgaagtgcatgtgcagtccctgccagggctacgccctggcatgacagcatatg
736 aaattttgaggtgcacgcatactctgtgccagggacgataattgctcatcacagttccccaaatgtactccttgtgcccttggcggccctacgcagccccccagc
841 gcgttgcccaactacaaacacgtgatcgttcacctgttccttgaatacactgtcctatcccctgatacagcaaacgtccacctgtagcgggcacgtttggctagg
946 cgccacgatttggatgtcgggtctggggaaaaacccatgcgcacactagctgaacgcccagtccccgctccgattccttcaattgccacctcatgggaaccaggc
1051 tccacaggccacgccatccatttgatctatgaccagtatccccctccagtgctgcctcgacctgaggggccccccgactgtctgaaaatgttatatataaggata
107 D V L L
1156 atttcatttgaaaaataatttacctatgatgtatgatgtttacaggttgtgatgagataatgtttatttttctagtatcggggatgtttttagGTGATGTGCTGT
111 H C V V D A I L G A L G L P D I G Q I F P D S D P K W K G A A S S V F
1261 TGCATTGCGTTGTTGACGCAATTTTGGGTGCTTTGGGTCTACCTGACATCGGACAGATCTTTCCGGACTCTGATCCGAAATGGAAAGGGGCAGCATCGTCCGTTT
146 I K E A
1366 TTATCAAGGAAGCAgtaagattctattttcgttgactttttttatttttacatcatgttgcatttaattactttaggcacgttactagttatattcgtgagatta
1471 tgctagaatgtatctgtggcatatcaaactcggaaggaaattaatgacggcatagcctcactagttatatccatgttatgctagttatatctgtgttctttcacc
1576 caattacatgttgatatggctgaaaaccgttaagctgagagatgtacaatggtgtgcgtttaatgtgagttaaaagatgttactgactaaacagtatagcagata
1681 atgttcatagtccagtgattatattattgaattatttatatgcatccatcagtattaaaacagaacattcaaagttttctactccgtatttcataaaccaaaaag
1786 tattgaacaatttttttaagtgtagaaatttttatcagttaacatgattttagtcagatttggtgtaaacaaagttgaatacataattggatgaccaacaaagca
1891 gtagcaataggtgcatggccttgataaaatagttaattagttgggtggtttcagtttcattattaaatttcacatctgaaactttagctgcgcattgttgacata
1996 gtagaagcttgtagtcaacatcataacactatggcaagccccatttctaagaattttatcgcacacatttatttatttatgtgcttatcggtagtatgcttagtt
150 V R L M D E A G Y E L G N L D A T L
2101 tactgctataaaattaatatatcaacttacccttgtacttacgtaaatatcagGTGAGACTAATGGATGAGGCTGGTTATGAGTTAGGAAACTTAGACGCGACTT
168 I L Q R P K L S P H K E N I R A N L S A L L G A D P A V V N L K A K T
2206 TGATCCTTCAAAGACCAAAACTAAGCCCTCACAAAGAGAACATTAGAGCCAATTTGTCTGCACTCCTTGGTGCAGACCCTGCGGTTGTGAACTTGAAAGCTAAAA
203 H E K V D S L G E Y R S I A A H T V V L L M K K
2311 CTCATGAAAAGGTAGACAGTCTTGGAGAATATAGAAGTATTGCAGCTCACACCGTTGTACTTTTGATGAAGAAGTAAttctttaactgtaagaattttacttgct
2416 acatttgcaaaagatatatgaaaacaataattttttaagatgtgactattgtgtatctagttctcttaaattctagggtgcatgttctataaaagttaataaaaa
2521 gtcatggatatagttttcct
图 1 MCS 基因序列及其编码的氨基酸序列
Fig. 1 Sequences of MCS gene and deduced amino acids
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非编码区没有发现 mRNA 不稳定信号（ATTTA），
仅有一个位于 PolyA 上游 28 bp 处的加尾信号
（AATAAA）。利用全长 MCS cDNA 序列在开放阅
读框上游和下游分别设计特异性引物并成功扩增其
基因组全长（GenBank 登录号：KC142157）。AaMCS
基因全长为 2 540 bp，包含 3个外显子和 2个内含子，
其中外显子 1 区域主要编码保守性较低的 N 末端。
3.2 MCS 氨基酸序列特征
AaMCS 氨基酸序列与其他已知同源蛋白质序
列具有较高的同源性，拟南芥 70.4%、葡萄 72.1%、
银杏 68.6%、长春花 70.8%。序列比对发现 AaMCS
蛋白质序列 N 末端 69 个氨基酸呈现高度变异，而
剩余氨基酸具有显著的同源性（图 2）。进化树分析
表明，AaMCS 和拟南芥、葡萄、长春花、大豆等
植物的同源物集成一簇，它们与玉米、高粱、水稻
等植物的 MCS 源于共同祖先，但分别处于进化上
不同的分支。AaMCS 与银杏、三尖杉等裸子植物
同源物的亲缘关系较远（图 3）。因此，研究结果基
本反映 MCS 蛋白的分子进化过程，同时也说明
AaMCS 是一种与植物 MEP 代谢途径相关的蛋白。

一致氨基酸残基采用黑色背景表示，其他保守的氨基酸残基采用灰色背景表示
The identical amino acids are highlighted in black, other highly conserved residues are shaded in grey
图 2 AaMCS 与其他物种 MCS 氨基酸序列同源性比较
Fig. 2 Homology comparison on MCS amino acids sequences between A. annua and other species

图 3 MCS 家族系统进化树
Fig. 3 Phylogenetic tree of MCS family
3.3 MCS 原核表达
重组质粒经 Nhe I 和 Xho I 双酶切及测序鉴定。
AaMCS 基因开放阅读框大小为 681 bp，其编码的
目的蛋白相对分子质量约为 2.438×104。取 pET-
21a (+)-MCS 阳性工程菌进行 SDS-PAGE 分析，在
2.90×104～2.01×104 可见特异性目的蛋白条带，而
对照组在相应位置未见明显条带，其特异条带大小
与通过生物信息学软件预测的目的蛋白大小一致；
通过 Clustal W 进行序列比对 16 种 MCS 蛋白质序
列，MEGA3.1 构建 N-J 树（图 4）。MCS 蛋白质序
列选自 GenBank 和 SwissPort。黄花蒿（KC142157），
拟南芥（NP_850971），葡萄（XP_002278406），长
春花（Q9M4W3），大豆（NP_001237894），水稻
（NP_001047741），玉米（NP_001150687），高粱
（XP_002452756），银杏（AAR95701），曼地亚红豆
杉（ABB88956），三尖杉（ABD73009），北美云杉
（ACN40993），莱茵衣藻（XP_001690985），团藻
（XP_002947986），小球藻（EFN54075）。研究结果
表明重组质粒已成功转入 BL21 中并能正常表达
AaMCS 的蛋白，随着 IPTG 诱导表达时间的延长，
目的基因的蛋白表达产物明显增加。
3.4 MCS 组织特异性表达
检测 AaMCS 基因在不同组织的表达情况。分
别提取根、叶、茎、花等组织总 RNA，以 β-Actin

曼地亚红豆杉
三尖杉
北美云杉
银杏
拟南芥
葡萄
长春花
黄花蒿
大豆
玉米
高粱
水稻
莱茵衣藻
团藻
小球藻
95
100
23
26
23
62
37
60
100
46
100
100
0.05
黄花蒿（KC142157）
拟南芥（NP_850971）
长春花（Q9M4W3）
葡萄（XP_002278406）
银杏（AAR95701）

黄花蒿（KC142157）
拟南芥（NP_850971）
长春花（Q9M4W3）
葡萄（XP_002278406）
银杏（AAR95701）

黄花蒿（KC142157）
拟南芥（NP_850971）
长春花（Q9M4W3）
葡萄（XP_002278406）
银杏（AAR95701）
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作为内参，进行RT-PCR半定量分析。结果表明MCS
基因在黄花蒿不同组织中的表达量存在差异，花中
表达量较高，根、茎中表达量低（图 5）。

M-Marker 1-对照 2～5-IPTG 诱导 1.5、3、4.5、6 h 后 MCS 的
表达
M-Marker 1-control 2—5-MCS expression induced by IPTG for
1.5, 3, 4.5, and 6 h
图 4 重组 MCS SDS-PAGE 电泳
Fig. 4 SDS-PAGE electrophoretograms
of recombinant MCS

图 5 MCS 组织表达
Fig. 5 Expression of MCS in different tissues
4 讨论
本研究报道了在黄花蒿中克隆了 MCS 基因，
该基因编码的氨基酸序列与其他植物 MEP 途径
MCS 蛋白的序列同源性高，表明 AaMCS 为 MEP
途径的第 5 个关键酶 MCS。黄花蒿青蒿素生物合成
途径的研究已取得了显著进展，其代谢途径中多个
编码关键酶基因已经被克隆 [12-13] 。本研究在
GenBank EST 序列的基础上，设计特异引物并通过
RACE 和基因组扩增的方法克隆获得了编码
AaMCS 的基因。对 AaMCS 编码的氨基酸序列进行
生物信息学分析，结果显示 AaMCS 与来源于其他
植物的 MCS 同源性高达 68%～72%，并且发育树
也反映AaMCS与来源于被子植物的MCS亲缘关系
最近。植物可以通过在胞质 MVA 途径和质体 MEP
途径合成 IPP，银杏 Gingo biloba L.、红豆杉 Taxus
chinedsis (Pilger) Rehd. 及母菊 Matrica riarecutita
L. 等植物合成多种萜类化合物的 IPP 单体来源于
MVA 和 MEP 2 条途径[14]，黄花蒿中青蒿素的生物
合成也可以利用两条途径的 IPP 合成青蒿素[7,15]。
因此，对黄花蒿质体中 MEP 途径中相关酶基因的
研究对进一步理解青蒿素生物合成的调控机制具有
重要意义。与银杏 MCS 基因的检测结果相似[16]，
AaMCS 在检测的 4 种组织中均表达，其中叶和花
中表达量相对较高，而根和茎中表达量较低。将
MCS 编码区序列与表达载体 pET-21a (+) 重组，构
建 pET-21a (+)-MCS 的原核表达载体并转入大肠杆
菌 BL21，获得稳定的 pET-21a (+)-MCS 原核表达体
系且目的蛋白表达量较高。原核生物具有生长周期
短、繁殖快等特点，为下一步纯化 AaMCS 蛋白以
及进行生物功能分析奠定了基础。以体外实验来模
拟体内条件生产生物体内的化学成分正是目前科学
界的研究热点，采用生物技术缓解资源短缺问题也
是中药现代化的目的之一。该研究将有助于深入认
识青蒿素生物合成代谢途径的分子基础，也为青蒿
素的基因工程提供候选基因。
参考文献
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116.0 bp
97.2 bp
66.4 bp
44.3 bp
29.0 bp
20.1 bp
M 1 2 3 4 5

根 叶 茎 花
AaMCS
β-Actin
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 16 期 2013 年 8 月

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