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过氧化物酶(Peroxidase,POD)在细胞活性氧(ROS)清除过程中发挥着关键作用。烟草作为我国重要的经济作物和模式作物,研究烟草NtPODx基因响应非生物逆境胁迫的分子机制具有重要意义。试验通过NtPODx的基因克隆、生物信息学分析、功能分析及蛋白质组学,获得的主要结果如下:(1)采用同源克隆方法从烟草K326中得到1个属于III型分泌过氧化物酶的POD基因,序列全长为990 bp,编码329氨基酸,命名为NtPODx,生物信息学结果表明,NtPODx蛋白是亲水性的稳定蛋白,还含有作为III型分泌过氧化物酶家族的共同特征之一的4个结合位点和2个保守功能域;与美花烟草POD63同源性最高,为99%,与拟南芥POD同源性最低,为61%;通过qRT-PCR结果表明,NtPODx基因在根、茎、叶和花中均有表达,该基因受盐、干旱和低钾等非生物胁迫诱导;亚细胞定位表明NtPODx蛋白定位于细胞质中。(2)将NtPODx基因转入烟草K326后选取转NtPODx转基因烟草表达量较高的N1、N4和N6进行皿上非生物胁迫试验,结果表明转基因型表现出对盐、干旱和低钾等非生物胁迫的耐逆性。将NtPODx基因过表达的转基因型N1、N4和N6和野生型K326进行功能研究,结果表明:盐胁迫下,生理水平中转基因型较野生型生长更良好,积累更少的H2O2、MDA和Na+,并且K+、叶绿素和可溶性糖含量高,光合指标下降少,POD、CAT和SOD酶活性高;转基因型较野生型的K+转运蛋白和抗氧化相关基因的表达量提高了。干旱胁迫下,生理水平中转基因型较野生型生长更好,光合指标下降少并且POD、CAT和SOD酶活性高,叶绿素、可溶性糖、Pro含量较高,但MDA含量低;转基因型较野生型提高了抗氧化相关基因的表达量。低钾胁迫下,生理水平中转基因型较野生型的根更长,K+积累多。(3)对盐胁迫下转基因型N1、N4、N6和野生型K326烟草进行蛋白质组学分析,并用qRT-PCR验证差异蛋白的结果,结果表明:转基因型株系较野生型的共有1.5倍的差异蛋白有123个,其中89个上调,34下调;GO分析表明,细胞和细胞器是这些差异蛋白主要集中的地方,功能是主要参与催化活性和连接中,并主要调节细胞进程和代谢过程。KEGG分析表明,参与代谢途径1.5倍的差异蛋白最多、包括:次生代谢产物的生物合成和碳代谢等途径。