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逆境胁迫严重影响植物的分布、生长发育及品质的形成。在逆境胁迫下,植物积累了大量的活性氧(ROS),从而导致膜脂、DNA及其他细胞组分的严重损伤。过氧化氢酶(CAT)属血红蛋白酶类,主要催化H2O2分解为H2O与O2,CAT的过量表达可有效清除植株体内的ROS,提高其对氧化胁迫的抗性。火龙果(Hylocereus undulatus)为仙人掌科三角柱属的果用栽培种,原产于中美洲热带沙漠地区,耐热耐旱,具有很高的利用价值。前期工作中,我们克隆了火龙果CAT基因(HuCAT),并在mRNA水平上分析了该基因与非生物胁迫的关系。本文拟构建HuCAT的植物表达载体,并通过遗传转化模式植物烟草,在干旱与低温逆境胁迫下对转基因烟草的生理指标进行分析,以期进一步探讨HuCAT的高效超表达提高植物抗逆性的潜在功能。主要结果如下:1、据前期克隆的火龙果过氧化氢酶基因(HuCAT)设计特异引物,从克隆载体PMD18T-HuCAT中扩增出特异带,将其连入植物表达载体pSH737,构建了CaMV35s启动子驱动的表达载体pSH737-HuCAT。2、采用农杆菌介导法转化烟草,获得37个抗性植株,经GUS组织化学染色及PCR扩增鉴定,有29个株系为转基因植株;经半定量RT-PCR及荧光定量PCR检测,筛选出高表达株系22个。3、以PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,测定转基因烟草的抗旱相关生理指标。结果显示,转基因植株水势、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、叶绿素、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和脯氨酸(PRO)含量、相对含水量均高于野生型;丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量、相对电导率低于野生型,说明转HuCAT基因提高了烟草的抗旱性。4、在恒温光照培养箱里低温(4℃)处理2天,转基因烟草CAT、SOD和POD活性,可溶性糖、可溶性蛋白及PRO含量均高于野生型,而MDA含量低于野生型,意味着转HuCAT基因提高了烟草的抗寒性。因此,HuCAT的高效表达能够提高烟草抗干旱和低温胁迫的能力,其作用机理与消除逆境胁迫下的氧化胁迫相关。