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植物遭受干旱、高温、冷（冻）害和涝害等逆境侵袭时，细胞内活性氧产生与清除的动态平衡被破坏，产生氧化胁迫，影响植物的生长、发育，甚至导致细胞或植株死亡。H2O2是产生氧化胁迫的一种因子，抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase APX，EC1.11.1.11）是清除H2O2的主要酶类，生物体中APX催化H2O2还原为H2O。近年来研究表明盐碱胁迫下植物体内积累过量H2O2，产生氧化逆境。盐碱胁迫下过量表达APX强化活性氧解毒系统能否提高植物抗性，是值得研究的问题。在植物体内APX是一个多基因家族。由水稻基因组信息可知，OsAPX家族基因有8个成员分为3种类型：细胞质型APX（OsAPX1，2）；过氧化体型APX（OsAPX3，4）；叶绿体型APX（OsAPX5，6，7，8）。为了清楚OsAPX家族基因在盐碱胁迫下表达特性差异，以及过量表达不同APX成员提高植物抗盐碱能力的差异，本研究通过生物信息学分析后，选取OsAPX家族的3种类型6个成员，进行相关研究，得到如下结果：1、比较分析了OsAPX家族3种类型6个成员在逆境下表达特性差异。用差异探针Northern杂交分析表明，在100mmol／L NaCl、20mmol／L NaHCO3的盐碱胁迫下，以及10％PEG6000的干旱胁迫下，OsAPX1，2，3，4，7随着胁迫时间的延长，在根、叶中转录表达增加，而且OsAPX1，2，4，7对逆境胁迫应激反应迅速。进一步比较研究在相同时间不同逆境胁迫下表达特性，Northern杂交表明在10％H2O2、100mmol／L NaCl、20mmol／L NaHCO3、20mmol／L Na2CO3、10％PEG6000胁迫24h后，OsAPX2，4被H2O2和盐碱诱导表达增加显著。为了确认被盐碱胁迫诱导OsAPX基因转录表达显著增加是由于胁迫产生H2O2引起的，以OsAPX2，4差异探针检测到随H2O2胁迫浓度增加而表达增加，而且OsAPX4增加幅度较大。以OsAPX4，7差异探针检测到在100μmol／L的CdCl2、ZnCl2、CuCl2处理下，根中OsAPX4转录表达比OsAPX7强。为了验证OsAPX基因表达与酶活性的关系，对水稻盐碱胁迫下不同器官（叶、根、茎、叶鞘）APX同功酶活性检测表明，根中APX的活性明显受盐碱胁迫诱导，显著增加。为了进一步验证逆境下OsAPX家族基因在酶学水平上的酶蛋白表达变化规律，体外原核表达、纯化融合GST-OsAPX2蛋白，并以其为抗原免疫大白兔，制备并纯化了OsAPX2多克隆抗体。Western印迹检测水稻总蛋白表明APX同功酶是个多基因家族，盐碱（NaHCO3、Na2CO3）、盐（NaCl）、H2O2时间梯度处理下，水稻叶和根中APX酶蛋白表达受胁迫诱导而增加；重金属镉处理后水稻根中APX酶蛋白表达增加。2、为了比较2种细胞质型（OsAPX1，2）基因抗盐碱性差异，采用酵母、拟南芥、烟草三种外源表达体系，比较2种基因抗盐碱性差异，对转OsAPX1，2基因的酵母抗性分析表明，转OsAPX2基因酵母抗盐碱性强于转OsAPX1基因酵母；拟南芥转基因植株抗盐性分析表明，T3代株系在含盐碱（150mM NaCl，5、7.5、10mM NaHCO3）的培养基上，其生长状态优于野生型对照，而且转OsAPX2株系抗性强于转OsAPX1株系。盆栽抗盐碱性分析进一步证实转OsAPX1，2基因拟南芥株系对盐（NaCl）碱（NaHCO3，Na2CO3）胁迫的抗性高于野生型植株，而且转OsAPX2株系比转OsAPX1株系抗盐碱胁迫能力强。在强氧化剂Na2SO3、H2O2处理下，转OsAPX1，2基因拟南芥叶片抗氧化损伤实验表明：转OsAPX2植株＞转OsAPX1植株＞野生型抗氧化损伤的能力。对烟草K326叶盘侵染转基因，经Southern杂交检测为单拷贝插入，而且Northern杂交结果表明其转录表达；在CaMV35S启动下过量表达的转基因T2代烟草植株对盐碱胁迫有抗性，并且在一定浓度的盐（NaCl）碱（NaHCO3）下还表现出转OsAPX2基因比转OsAPX1基因植株抗性强的特性；转基因T2代烟草叶片表现出抗强氧化剂Na2SO3、H2O2和百草枯伤害，而且转OsAPX2基因植株抗氧化伤害比转OsAPX1基因植株强的特性，酶活性测定显示转OsAPX2基因株系APX酶活性的提高幅度比转OsAPX1基因株系的大，充分证明细胞质型2个基因（OsAPX2强于OsAPX1）抗盐碱性差异。3、进一步深入比较了2种过氧化物体型（OsAPX3，4）基因抗盐碱性差异。对转基因株系在NaCl、NaHCO3胁迫下抗性比较，得转OsAPX4基因拟南芥发芽势显著高于转OsAPX3基因株系，推定水稻OsAPX4基因的过量表达提高抗盐碱能力高于OsAPX3基因；体外表达纯化了二基因的蛋白质，为将来进行酶学特性的比较研究以及抗体制备准备了条件。对转OsAPX4基因酵母和T3代拟南芥进行生长抗性试验表明，转基因酵母的生长状态要好于对照；转基因拟南芥在200mmol／L NaCl和7.5mmol／L NaHCO3分别处理15天和7天后，生长势要优于野生型对照。这些结果说明，水稻过氧化物体型OsAPX4基因对转基因酵母和拟南芥在盐碱逆境中的生存具有重要的作用。4、应用OsAPX2基因进行苜蓿转基因抗性育种。通过根癌农杆菌介导侵染大叶苜蓿子叶诱导出的愈伤组织，经Kana的分化筛选、特异引物PCR检测、以及特异探针对T2代株系进行Northern杂交检测获得转水稻OsAPX2基因的大叶苜蓿株系；对T2代株系幼苗测定APX酶活性比野生型对照平均提高3.15倍。转基因株系抗盐碱性有待进一步的分析鉴定。