2,3-氧化鲨烯环化酶(2,3-oxidosqualene cyclase,OSC)以2,3-氧化鲨烯(2,3-oxidosqualene)为底物催化合成具有不同母环结构的甾醇或三萜骨架,这些化合物再经过一系列反应生成许多功能化合物,如胆固醇、油菜素内酯、人参皂苷等。它是生物体内甾醇及种类繁多的皂苷合成途径分支点的关键酶。目前酵母、人类和拟南芥中的OSC基因已被克隆和功能验证。水稻中OSC的功能研究还未见报道。本实验室以前的研究发现水稻中有7个能编码完整蛋白的OSC基因(OsOSC3,OsOSC7,OsOSC8,OsOSC9,OsOSC10,OsOSC11 and OsOSC12),已克隆到这7个基因的全长cDNA,在毕赤酵母中表达这些OSC蛋白,用碱裂解法提取酵母合成产物,用GC/MS来检测差异化合物,以研究它们的生化功能。研究发现,OsOSC12在酵母中的催化产物为异乔木萜醇(isoarborinol)。为了确定OsOSC12在植物中的催化产物是否也是异乔木萜醇,构建了OsOSC12的过表达载体,通过农杆菌转化将其转入拟南芥,用碱裂解法提取过量表达植株的代谢物,经气相色谱-质谱联用仪分析发现转基因植株较野生型拟南芥明显多具有一个化合物。质谱数据表明此差异化合物是异乔木萜醇。分析野生型水稻叶片提取物,发现水稻中存在异乔木萜醇。以上结果证明OsOSC12在水稻和拟南芥中的催化产物是异乔木萜醇,为植物三萜异乔木萜醇途径中的一个关键酶。过量表达OsOSC12的拟南芥植株表现出弱小,发育延迟、叶片下卷和黄化、不育,甚至幼苗致死的表型。这可能是由于过量表达OsOSC12造成异乔木萜醇的积累或其下游代谢产物的积累,从而对拟南芥植株产生毒害作用。此研究为进一步解析OsOSC12所催化的三萜代谢途径及研究此代谢途径的功能奠定了基础。