随着全球变暖加剧,高温已成为制约作物产量和品质的重要非生物因素之一。多浆旱生植物霸王（Zygophyllum xanthoxylum）耐热能力极强,在长期适应恶劣生境过程中进化出了独特的抗热机制,其体内蕴含着优异的抗逆基因资源。而具有良好饲用及生态价值的紫花苜蓿（Medicago sativa）对高温耐受能力弱,高温会导致其减产。课题组前期研究发现,与对照相比,40℃高温处理后霸王叶片生物量、株高及整株相对生长速率均显著增加,但霸王响应高温胁迫的分子机制目前尚不清楚。DNA聚合酶Ⅱ亚基B3-1（DNA polymerase Ⅱ subunit B3-1,DPB3-1）是调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）耐热性的关键因子,在植物抵御高温胁迫过程中发挥着重要作用。然而,关于这类耐热因子的研究主要集中于模式植物中,而在抗逆性极强的荒漠旱生植物中的研究鲜有报道。因此,本研究克隆了霸王ZxDPB3-1,对其在霸王响应高温胁迫中的表达模式进行了分析,并在拟南芥中对其功能进行了研究;此外,分别将霸王ZxDPB3-1和拟南芥AtDPB3-1在紫花苜蓿中进行了超表达。取得如下主要结果:1.ZxDPB3-1开放阅读框长606 bp,共编码201个氨基酸,含有H4超家族保守域,与拟南芥AtDPB3-1的亲缘关系最近,同源性为32.37%。2.ZxDPB3-1在霸王根、茎、叶中均有表达。25℃对照条件下,ZxDPB3-1主要在霸王根中表达,茎和叶中的表达量则较低;40℃高温处理下,ZxDPB3-1在霸王叶中表达量最为显著,且在处理6 h时表达量高丰度上调。3.利用农杆菌介导的花序侵染法将ZxDPB3-1转入拟南芥,经多代筛选,获得了超表达ZxDPB3-1纯合的拟南芥转基因株系。4.平板实验表明,与野生型相比,45℃高温处理2 h恢复生长7 d后,ZxDPB3-1超表达拟南芥株系仍维持更高的存活率。土培实验表明,45℃处理3d（6 h/d）后,野生型植株叶片发黄萎蔫,而ZxDPB3-1超表达株系的长势良好。同时,转基因株系的地上部生物量和叶片中的叶绿素含量显著高于野生型;转基因株系的叶片维持了更高的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率,其叶片的相对质膜透性和丙二醛含量则显著低于野生型。5.利用农杆菌侵染法转化新疆大叶紫花苜蓿叶片,并通过PCR筛选到13株转AtDPB3-1、11株转ZxDPB3-1以及8株转空载体阳性株系。本研究表明霸王ZxDPB3-1的超表达可显著增强拟南芥的耐热能力,并分别获得了超表达ZxDPB3-1和AtDPB3-1的紫花苜蓿转基因株系,为后期比较霸王ZxDPB3-1和拟南芥AtDPB3-1在植物抗逆性中的功能差异以及培育耐热性强的紫花苜蓿新品系（种）奠定了基础。