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蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）可以催化二硫键异构化、氧化及还原,也往往具有分子伴侣功能。来源于不同动、植物的PDI的活性中心都有2对保守半胱氨酸（Cys）,突变后造成催化活性丧失,但不影响PDI的分子伴侣功能。前期研究表明体外重组表达的拟南芥AtPDI1具有二硫键异构酶活性,且能提高大肠杆菌细胞的抗逆能力。为了探究AtPDI1在植物体内是否有抗逆功能且是否与其二硫键异构酶活性有关,本研究将编码AtPDI1活性位点的Cys序列进行了突变,并回补拟南芥AtPDI1缺失突变体（pdi）,研究不同株系对非生物胁迫的响应,主要研究结果如下:（1）突变AtPDI1活性中心半胱氨酸位点的编码序列,构建表达载体并转化拟南芥pdi,获得T3代纯合转基因植株。将编码AtPDI1活性位点的Cys（Cys128/Cys131、Cys467/Cys470）的密码子进行突变,得到两个突变体AtPDI1,即PDI1C128AC131A和PDI1C467AC470A,用PDI1m1和PDI1m2表示。将之前构建的野生型AtPDI1及PDI1m1和PDI1m2转化拟南芥pdi,通过抗生素筛选、外源基因PCR鉴定,在T3代获得纯合的转基因株系,分别表示为pdi-PDI1m1、pdi-PDI1m2和pdi-PDI1。（2）AtPDI1活性半胱氨酸位点突变影响了种子萌发阶段对胁迫的耐受性。对上述3个株系及野生型拟南芥（WT）、AtPDI1超表达株系（WT-PDI1）及pdi进行不同的处理,在非胁迫培养下,不同株系的萌发率及萌发速度基本一致,但胁迫培养下（培养基分别含有NaCl、甘露醇、H2O2和ABA）,各株系的萌发差异明显,pdi-PDI1m1和pdi-PDI1m2的萌发率明显低于pdi-PDI1,pdi-PDI1的萌发率与WT相似,但低于超表达株系WT-PDI1;胁迫条件下根长的差异与萌发率有相似的趋势。（3）AtPDI1活性半胱氨酸位点突变也影响了幼苗对胁迫的耐受性。对苗期的不同AtPDI1株系进行胁迫处理,结果表明盐胁迫、渗透胁迫、低温和高温处理后,pdi-PDI1m1、pdi-PDI1m2和pdi突变体均表现出较低的胁迫耐受性,与WT、pdi-PDI1和WT-PDI1相比,生长缓慢,存活率较低;WT-PDI1抗性最强,pdi-PDI1与WT较为接近,说明野生型PDI1可以回补pdi功能的缺失,而保守半胱氨酸突变之后则不能回补pdi功能的缺失,表型与pdi相似,抗逆能力降低。（4）AtPDI1抗逆功能与ABA信号途径有关。利用qRT-PCR技术对ABA合成有关的基因（NCED3、ABA1、ABA2）的表达量进行检测,发现盐胁迫下pdi-PDI1m1、pdi-PDI1m2与pdi突变体的上调倍数差异不大,但明显低于pdi-PDI1、WT和WT-PDI1;盐胁迫也影响了ABA信号转导途径相关基因（RD29A、KIN1、AnnAt）的表达,不同株系变化趋势的差异与ABA合成有关的基因类似。说明AtPDI1提高植物的抗逆能力与ABA合成和其信号途径有关,且保守Cys对AtPDI1功能的发挥起重要作用。（5）AtPDI1活性位点突变影响了植物体内ROS清除能力。对盐和渗透胁迫处理后的ROS积累量进行了NBT染色检测,pdi-PDI1m1、pdi-PDI1m2与pdi的染色程度最深,说明其ROS积累多;pdi-PDI1与WT的染色次之,但重于WT-PDI1的染色。各株系活性氧清除相关基因SOD、POD、CAT和APX的表达与ROS的积累相反,WT-PDI1表达量上调倍数最多,而pdi-PDI1m1、pdi-PDI1m2与pdi的上调倍数最低。以上研究结果表明,AtPDI1催化二硫键的功能对其在植物中发挥抗非生物胁迫的功能直接相关,且AtPDI1的抗逆功能与ABA信号转导途径及活性氧清除有关。