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超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）在需氧原核生物和真核生物中广泛存在,在活性氧清除系统中发挥着非常重要的作用。它能够将超氧化物阴离子（O2·-）快速歧化为过氧化氢（H2O2）和分子氧,在随后的反应中,H2O2被过氧化氢酶、各种过氧化物酶和抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的作用转化为水和分子氧。SOD对于清除氧自由基,防止自由基破坏细胞组织结构和功能完整性,保护细胞免受氧化应激损伤有着非常重要的作用。研究表明,马铃薯块茎在打破休眠时会产生大量的活性氧（Reactive oxygen species,ROS）,这些过量的活性氧会严重抑制马铃薯萌发后的生长状态,因此,研究调控SOD表达的机制非常重要。由于SOD是一种功能蛋白,调节其表达的上游调节因子、调节机制和信号转导途径还很不清楚。因此,本研究利用酵母双杂交技术来筛选调节SOD1基因表达的上游调节因子,进而更好的研究调节SOD表达的机制和信号转导途径,从而为马铃薯打破休眠过程中响应活性氧的作用提供一定的理论基础。取得的主要研究成果如下:1.通过PCR技术成功扩增马铃薯StSOD1基因,经过酶切和连接反应将其与pGBKT7载体连接,成功构建了酵母双杂交诱饵表达载体pGBKT7-StSOD1,之后,将重组质粒转化到酵母AH109细胞中,在不同缺陷培养基中进行毒性和自激活检测,结果表明,构建的诱饵表达载体对酵母菌株没有毒性作用且对报告基因也不会产生自激活作用。2.将pGBKT7-StSOD1的质粒与马铃薯块茎休眠的cDNA文库共转化到酵母AH109中,利用酵母菌株的特性在不同缺陷培养基上逐步进行筛选,初步筛选出85个阳性候选克隆,经过PCR检测后确定了42个有效阳性克隆,将其送往金唯智生物科技有限公司测序,通过比对、分析、剔除重复克隆,最终确定了6个与StSOD1互作的蛋白质。3.通过对6个候选蛋白的生物信息学分析,发现其编码蛋白主要有精氨酸脱羧酶,半胱氨酸蛋白酶,低温响应因子,氨基酸转运体,GID1-like赤霉素受体和功能未知蛋白。4.由于利用酵母双杂交技术筛选出与StSOD1互作的因子里有低温响应因子,所以,本研究又对低温处理下StSOD1相对表达量进行了检测。qRT-PCR分析表明在低温处理下,马铃薯植株的StSOD1的相对表达量增加,且随着处理时间的增加,表达量也随之增加。通过对马铃薯植株表型的观察发现过表达株系（OE株系）表现出较强的低温耐受性,而干扰表达株系（RNAi）和非转基因株系（NT株系）的SOD活性降低并且对低温响应能力较差。5.对过表达StSOD1的转基因植株进行了低温处理下相关生理指标的测定,结果显示,在4℃低温处理下,随着低温时间的增加马铃薯植株的SOD酶活性也相应的提高,其中,OE株系的增加量最多,大约为NT株系的1.38倍;OE株系的过氧化物酶（Peroxidase,POD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性也在低温胁迫下有相应的提高。此外,丙二醛（Malondialdehyde,MDA）的含量通常作为膜脂过氧化的指标,结果显示,与处理前相比,低温处理48 h后,NT株系丙二醛含量增加了1.78倍,RNAi株系的丙二醛含量增加了2.02倍,而OE株系的该指标则变化很小。这表明过表达StSOD1可以提高马铃薯超氧化物酶的活性,降低丙二醛的含量,从而提高马铃薯对低温胁迫的耐受性。