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苦瓜(Momordica L)是葫芦科苦瓜属的一个栽培种,一年生攀援性草本植物,广泛分布在热带和亚热带地区。我国南方冬春两季持续低温是影响人工设施大棚内苦瓜生长、发育、产量与品质形成的主要限制因子之一。外界低温胁迫可以扰乱细胞内活性氧(ROS,Reactive Oxygen Species)产生和消除之间的平衡机制,导致活性氧的大量积累,引发氧化胁迫,导致植物生长发育受限,甚至死亡。通过筛选苦瓜相关文库获得活性氧相关和过氧化物相关基因并研究其可能的调控机制,有利于明确苦瓜过氧化物酶相关基因的功能和初步阐明苦瓜在抗寒中具体的分子机制,因此,本研究从苦瓜cDNA文库中获得了两个过氧化物酶相关基因,McAPX2基因和McPrx基因,并对其开展了以下的研究工作:1、从苦瓜叶片均一化cDNA文库克隆中得到一个与其他多种植物APX基因具有很高同源性的EST序列并通过RACE获得了该基因的全长cDNA,命名为McAPX2(GenBank登录号为KJ722767.1),使用相关生物信息学软件分析表明 McAPX2 基因全长 1086 bp,开放阅读框(ORF,open reading frame)为747 bp,编码249个氨基酸。在线功能保守区分析发现该基因所编码的蛋白属于植物POD超家族,具有过氧化物酶活性位点和亚铁血红素配基结合区等与其他物种APX相同的保守域,确认获得的McAPX2基因为苦瓜的POD超家族成员之一。2、采用基因组步移法获得McAPX2基因5’上游1276 bp的启动子序列,并命名为pMcAPX2,使用PLANTCARE软件进行分析,结果表明启动子含有具有启动子的普遍特征顺式作用元件,如与RNA聚合酶结合或互作的保守元件TATA-box和CAAT-box,并含有与GA、ABA、CTK、乙烯等激素和病原菌等生物胁迫以及热激、干旱、低温、光等非生物胁迫的相关元件。3、荧光定量PCR分析表明,McAPX2基因在根、茎、幼果等不同组织中大量表达,其中在根的表达量最大,而在叶片中的表达量最低,说明该基因的表达具有器官表达特异性;低温胁迫下,随着胁迫时间的延长,McAPX2表达量逐渐上调,处理12 h时达到最大,随后下降,说明该基因的转录表达可以受到低温诱导,诱导强度与胁迫时间密切相关。4、从苦瓜叶片均一化文库中获得Prx相关的1个EST片段,通过RACE技术获得了全长cDNA并命名为McPrx(GenBank登录号为KJ722768.1),相关生物信息学软件分析表明,该cDNA序列全长为1068 bp,开放阅读框(ORF,open reading frame)为972 bp,编码324个氨基酸,属于的ClassⅢ基因家族成员。5、荧光定量PCR分析表明,McPrx在茎、根、雌花等器官中的表达量存在极显著性差异。其中在茎表达量最大,在雌花中表达量最低,说明该基因的表达具有器官表达特异性;低温胁迫下,处理1h时,McPrx表达量显著上调,处理3h时McPrx表达量达到最大,随后下降,说明McPrx响应了低温胁迫的应答。6、采用基因组步移法分离获得McPrx基因5’上游1237 bp的启动子调控序列,使用PLANTCARE软件进行分析,结果表明启动子含有具有启动子的普遍特征顺式作用元件,如CAAT-box和TATA-box,并含有与GA、ABA、乙烯等激素和病原菌等生物胁迫以及干旱、热激、低温、黑暗等非生物胁迫的相关元件。