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氧化胁迫是生物体在受到外源刺激后,引起体内活性氧大量产生,从而对细胞造成氧化损伤的过程,植物中叶绿体及线粒体是产生活性氧的主要部位。而抗坏血酸过氧化物酶(APX)作为细胞内清除活性氧的重要酶类,锌指蛋白(ZFP)作为响应氧化胁迫的一类转录因子,在植物抵抗氧化胁迫的调控网络中发挥重要作用。 本研究以过表达线粒体APX毛白杨组培植株为实验材料,正常培养条件下,过表达线粒体APX毛白杨膜脂及蛋白质的氧化程度降低。使用50mmol/L过氧化氢处理离体叶片造成氧化胁迫后,过表达线粒体APX毛白杨过氧化氢含量升高值仅为野生型植株的37.9%,抗坏血酸消耗量为野生型的2.2倍,NADP+/NADPH比值升高量为野生型的1.5倍,ADP/ATP比值下降量仅为野生型的67.6%,丙二醛含量的升高值仅为野生型的67.2%,蛋白质羰基化程度明显低于野生型。结果表明,线粒体APX的过表达提高了毛白杨清除过氧化氢和维持细胞稳态的能力,对氧化胁迫的耐受性更强。 本研究通过对过表达及反义表达叶绿体APX毛白杨组培植株的各项抗氧化指标及细胞结构进行检测和观察,研究发现,过表达叶绿体APX植株细胞活性增强,蛋白质氧化程度下降,而反义表达叶绿体APX植株过氧化氢含量为野生型的1.4倍,抗坏血酸含量低17.7%,NADP+/NADPH比值高35.7%,ADP/ATP比值高18.7%,丙二醛含量高23.1%,蛋白质羰基化程度明显高于野生型,且细胞内部分叶绿体出现聚集现象。结果表明,叶绿体APX的过表达降低了毛白杨蛋白质的氧化程度,提高了细胞活性,而叶绿体APX的反义表达降低了毛白杨清除过氧化氢的能力,造成细胞活性下降、膜脂及蛋白质受到氧化损伤,破坏了叶绿体形态结构及膜结构。 本研究克隆获得毛白杨锌指蛋白ZFP1基因,与表达载体pBI121连接构建pBI121-PtZFP1正反义表达载体后转化农杆菌LBA4404,通过叶盘转化法侵染毛白杨并获得过表达抗性植株约80株,反义抗性植株约30株。