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在生长发育、生物和非生物胁迫过程中,植物体内活性氧的产生是不可避免的。活性氧对于细胞的影响是多方面的,例如,会引起脂质过氧化、DNA损伤和蛋白的氧化；除了其对细胞的有害作用外,活性氧还是一种重要的信号分子。硫氧还蛋白(Trxs)作为一种具有氧化还原活性的蛋白,能够在各个水平调节活性氧的这种作用。与动物中的硫氧还蛋白系统相对简单相比,植物拥有一个庞大的硫氧还蛋白家族,目前在模式植物拟南芥中发现至少有42种硫氧还蛋白基因。h型Trxs在植物中是一个复杂的亚型,近年来已经发现了其在一些植物中的功能。在水稻中一共有10个h型Trxs,然而目前还没有关于其功能的报道。本文所研究的OsTRXh1是通过双向电泳的方法对水稻根质外体可溶性蛋白在盐胁迫下的表达模式进行研究时,鉴定得到的一个随着盐胁迫处理表达上调的蛋白。通过蛋白序列比对发现OsTRXh1属于h型Trxs的第Ⅰ亚型。为了研究OsTRXh1是否是一种具有氧化还原活性的Trx,我们在细菌中重组表达并纯化了OsTRXh1,体外活性实验证明纯化的OsTRXh1蛋白在体外具有催化胰岛素还原的活性。为了进一步研究OsTRXh1在体内是否是一个具有氧化还原功能的蛋白,我们进行了酵母突变体互补实验。结果表明OsTRXh1能够恢复酵母突变体对于过氧化氢的抗性,而活性中心第二个半胱氨酸点突变的OsTRXhl不能使酵母突变体恢复对于过氧化氢的抗性。上述这些结果表明OsTRXhl是一个典型的具有氧化还原活性的Trx。为了研究OsTRXh1在水稻中的功能,我们首先检测了其在水稻中的表达模式。通过实时定量PCR的方法发现OsTRXh1的表达受盐和ABA的诱导,通过ProOsTRXh1L:GUS转基因植株的GUS染色,发现OsTRXh1在多种组织中表达。通过构建GFP融合蛋白对OsTRXh1的亚细胞定位进行了研究,结果表明OsTRXh1在洋葱表皮细胞和烟草叶片细胞瞬时表达时能够分泌到细胞质外体,并且通过Western blot发现该蛋白在水稻根质外体受盐胁迫诱导。为了进一步研究OsTRXh1在水稻中的功能,我们在水稻中对OsTRXh1进行了RNAi和过表达研究,发现RNAi植株表现出矮化和分蘖数少的表型,而过表达植株表现出敏盐表型,过表达和RNAi植株均表现出对ABA不敏感表型。这些结果表明OsTRXh1可能参与了水稻生长发育和逆境反应的调节。通过特异荧光染料检测质外体活性氧含量,发现盐处理后,过表达植株质外体活性氧含量比野生型低,而RNAi植株质外体活性氧含量比野生型高。这些结果表明OsTRXh1可能参与了质外体活性氧含量的调节。为了研究OsTRXh1的作用机制,我们通过点突变的OsTRXh1亲和层析,获得了OsTRXh1可能的靶蛋白,并通过质谱鉴定得到11个靶蛋白,其中7个为已报道过的Trx靶蛋白,4个为未报道过的。这些靶蛋白的鉴定及验证将有助于我们更好的了解OsTRXh1发挥生物学功能的分子机制。上述结果首次表明,OsTRXh1作为一种能够分泌到质外体的h型Trx,参与了质外体活性氧含量的调节,进而影响了水稻的生长发育和胁迫反应。这些结果表明质外体作为植物细胞的重要组成部分,在植物生长发育以及感受外界环境刺激中起着重要的作用。