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小麦是世界上三大主要粮食作物之一,干旱对其产量和品质造成了严重的影响。本课题组前期研究结果初步表明小麦核氧还蛋白基因（TaNRX-D1）与抗旱性相关,而进一步验证其抗旱性功能,明确其在细胞内的位置和互作蛋白,可为研究其抗旱机理奠定基础。本研究通过遗传转化技术,在拟南芥中过表达TaNRX-D1基因来验证其抗旱性功能;采用亚细胞定位技术,在小麦原生质体中观察TaNRX-D1的亚细胞位置;通过酵母双杂交（Y2H）技术筛库获得TaNRX-D1的候选互作蛋白,利用Y2H回转验证和双分子荧光互补技术（BiFC）技术确定互作关系的真实性;为丰富互作蛋白的种类,通过生物信息学技术和前人研究进展得到与抗旱相关的TaNRX-D1的候选互作蛋白,再利用Y2H和BiFC对互作关系进行验证;应用酵母真核表达技术,在酵母中对互作蛋白的抗旱性进行初步分析。获得的主要研究结果如下:1、转TaNRX-D1基因增强了拟南芥对干旱胁迫的耐受性。构建植物过表达载体并遗传转化拟南芥,对转拟南芥T3代纯合株系在幼苗期（生长10 d）、苗期（生长4周）和成株期（生长8周）抗旱性相关的形态和生理指标进行测定和分析,结果表明:（1）幼苗期在正常生长的培养基上,野生型拟南芥（WT）、转空载拟南芥（CK）和5个转基因株系的幼苗根长无显著差异（P>0.05）;在甘露醇模拟干旱胁迫下虽然所有拟南芥根长都显著缩短,但5个转基因株系的根长较WT和CK显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）增长。（2）正常供水条件下,WT、CK和5个转基因株系的MDA含量无显著差异（P>0.05）;PEG6000模拟干旱胁迫处理后,5个转基因株系的MDA含量极显著低于WT和CK（P<0.01）。（3）正常供水条件下,WT、CK和5个转基因株系叶片中Pro含量无显著差异（P>0.05）;PEG6000模拟干旱胁迫处理后,5个转基因株系的Pro含量极显著高于WT和CK（P<0.01）。（4）苗期离体叶片失水率测定结果表明,5个转基因株系在5个时间点均显示较低的失水率,不同株系、不同时间以及株系与时间的互作均存在极显著差异（P<0.01）。（5）正常供水条件下,WT、CK和5个转基因株系之间DAB染色不能看到明显的差异;PEG6000模拟胁迫处理3 d后,所有叶片DAB染色的颜色都有不同程度的加深,其中5个转基因株系的颜色明显浅于WT和CK。（6）成株期干旱复水实验（干旱25 d复水5 d）结果表明,5个转基因的株系干旱复水成活率极显著高于WT和CK（P<0.01）。2、TaNRX-D1定位在细胞核、细胞质和细胞膜。通过在小麦原生质体中表达TaNRX-D1-e GFP融合蛋白,观察到绿色荧光主要分布于细胞核、细胞质和细胞膜,说明TaNRX-D1在小麦细胞中定位于细胞核、细胞质和细胞膜。3、TaVDAC1、TaPDI、TaTRX-h、TaPP2Ac和TaNRX-D1都可以与TaNRX-D1相互作用。利用Y2H文库对TaNRX-D1和ΔTaNRX-D1（TaNRX-D1的前两个结构域）的互作蛋白进行筛选,均得到同一个互作蛋白——Ⅰ型电压依赖性阴离子通道蛋白（VDAC1）。经BiFC验证,TaNRX-D1和TaVDAC1在烟草体内可以发生相互作用,且互作位置主要在细胞核和细胞膜。为了得到更多与抗旱相关的互作蛋白,通过软件预测和前人研究结果获得了60多个可能与TaNRX-D1互作的蛋白质,从中选择了5个可能和抗旱相关的蛋白质作为TaNRX-D1的候选互作蛋白,即铁氧还蛋白（TaFd）、谷氧还蛋白（TaGRX）、二硫键异构酶（TaPDI）、蛋白磷酸酶2A催化亚基（TaPP2Ac）和h型硫氧还蛋白（TaTRX-h）;从抗旱小麦品种晋麦47中克隆出这5个候选互作蛋白的基因,构建相关表达载体,经过Y2H和BiFC验证,最终确定TaPDI、TaTRX-h和TaPP2Ac这3个蛋白可以与TaNRX-D1相互作用,这3对互作蛋白的相互作用位置主要在细胞核和细胞膜。并且通过Y2H和BiFC验证,TaNRX-D1可以和自身相互作用形成二聚体。4、过表达TaTRX-h、TaPDI、TaPP2Ac和TaVDAC1缓解了甘露醇模拟干旱胁迫对酵母生长的抑制。构建酵母过表达载体,通过毒性分析表明TaPP2Ac对酵母生长有轻微抑制作用,TaTRX-h、TaPDI和TaVDAC1对酵母生长均无毒性作用。在酵母中过表达TaTRX-h、TaPDI、TaPP2Ac和TaVDAC1,观察在甘露醇模拟干旱胁迫下酵母的生长状态。与正常条件下生长的酵母菌株相比,4个基因表达的蛋白具有不同程度缓解干旱胁迫对酵母生长的抑制作用,以TaVDAC1的作用最强,TaTRX-h和TaPP2Ac的作用较弱,TaPDI的抗旱性介于中间,说明TaPDI、TaPP2Ac、TaVDAC1和TaTRX-h都对干旱胁迫有正调控作用。