盐胁迫下甜菜M14品系叶片中涉及胁迫和防御的ROS清除机制中抗氧化酶系统7种主要酶的变化最为显著包括:GO、Prx R、Trx、APX、MDAR、DHAR及CAT。本实验所选择的就是Prx R/Trx通路中的Trx和Prx R进行深入研究。本实验是在研究甜菜M14品系抗逆基因的基础上,以Bv M14-Trx基因及Bv M14-Prx R基因为研究对象,利用生物信息学及相关分子生物学手段进行深入研究,并对两基因的相互影响进行初步研究。主要结果如下:(1)成功克隆甜菜M14品系Bv M14-Trx基因c DNA全长,共计960bp,包含558bp的最大ORF,编码185个氨基酸,序列分析显示,该蛋白存在硫氧还蛋白的保守结构域,该蛋白与碱蓬Trx蛋白的相似性最高。利用Real Time-PCR技术对Bv M14-Trx基因在甜菜M14品系花、叶、茎、根组织的表达情况进行了分析,结果显示Bv M14-Trx基因在甜菜M14品系花、叶、茎、根中广泛表达,且在叶中表达量最高,说明甜菜M14品系Bv M14-Trx基因在叶中表达量最高。说明该基因在参与植物抗氧化的过程中主要在叶中发挥相关生理功能。构建了Bv M14-Trx基因的原核表达体系,在0.5m M IPTG、37℃的诱导条件下Bv M14-Trx蛋白表达量最大,酶活检测证明具有硫氧还蛋白活性。说明Bv M14-Trx蛋白在E.coli BL21(DE3)中能够正常表达且具有催化活性。表明该基因可在体外进行正常表达,故在其他植物中也可以正常表达。构建了Bv M14-Trx基因植物表达载体,分别对拟南芥野生植株及突变株进行转化。将得到的植株进行观察及测定拟南芥的生长及根长、鲜重、干重、H2O2含量、MDA含量、GSH含量、相关基因在转录水平表达量、相关蛋白酶活力等生理指标,结果显示:转入Bv M14-Trx基因的Trx基因过表达植株(T-OX)和Trx基因突变恢复植株(T-CO)与对照组相比,在盐胁迫下植株生长状态更加良好,测得的生理指标都要优于对照组,说明转Bv M14-Trx基因植株对盐胁迫具有更强的耐受性。(2)成功克隆甜菜M14品系Bv M14-Prx R基因c DNA全长,共计911bp,包含645bp的最大ORF,编码214个氨基酸,序列分析显示,该蛋白存在过氧还蛋白的保守结构域,该蛋白与菠菜Prx R蛋白的相似性最高。利用Real Time-PCR技术对Bv M14-Prx R基因在甜菜M14品系花、叶、茎、根组织的表达情况进行了分析,结果显示Bv M14-Prx R基因在甜菜M14品系花、叶、茎、根中广泛表达,且在叶中表达量最高,说明甜菜M14品系Bv M14-Prx R基因在叶中表达量最高。说明该基因在参与植物抗氧化的过程中主要在叶中发挥相关生理功能。构建了Bv M14-Prx R基因的原核表达体系,在0.5m M IPTG、37℃的诱导条件下Bv M14-Prx R蛋白表达量最大,酶活检测证明具有过氧还蛋白活性。说明Bv M14-Prx R蛋白在E.coli BL21(DE3)中能够正常表达且具有催化活性。果表明该基因可在体外进行正常表达,故在其他植物中也可以正常表达。构建了Bv M14-Prx R基因植物表达载体,分别对拟南芥野生植株及突变株进行转化。将得到的植株进行观察及测定拟南芥的生长及根长、鲜重、干重、H2O2含量、MDA含量、GSH含量、相关基因在转录水平表达量、相关蛋白酶活力等生理指标,结果显示:转入Bv M14-Prx R基因的Prx R基因过表达植株(P-OX)和Prx R基因突变恢复植株(P-CO)与对照组相比,在盐胁迫下植株生长状态更加良好,测得的生理指标都要优于对照组,说明转Bv M14-Prx R基因植株对盐胁迫具有更强的耐受性。(3)Bv M14-Trx基因或Bv M14-Prx R基因的转入对植物体内MDA及GSH含量并无影响且APX基因CAT基因表达量及APX蛋白CAT蛋白活性无明显变化。Bv M14-Trx基因及Bv M14-Prx R基因并不参与MDA及GSH代谢途径,Bv M14-Trx基因及Bv M14-Prx R基因并不影响APX途径及CAT途径。在植物抗氧化酶系统中Prx R/Trx途径与CAT途径及APX途径并无明显的相互影响,各自参与植物抗氧化过程。(4)对以上七种植株在基因转录水平及蛋白表达水平进行相关指标测定。得到甜菜M14品系Bv M14-Trx基因及Bv M14-Prx R基因在植物体抵御非生物胁迫特别是Na Cl胁迫造成的氧化胁迫方面,两基因变化趋势相一致,具有相互影响相互促进的作用。