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草酸氧化酶(oxalate oxidase，OxO)催化草酸(oxalic acid，OA)氧化，降解为CO2和H2O2。H2O2是重要的信号分子，参与细胞信号转导，调节植物生长发育和逆境响应等重要过程。近年来的研究表明，表达OxO的转基因植物提高了抗病性，但还没有其抗非生物胁迫的报道。因此，本文以过量表达小麦OxO基因(gf-2.8)的转基因烟草T2代植株为材科，测定了转基因烟草的内源H2O2含量，研究转基因烟草对百草枯和强光诱导的氧化胁迫的抗性及其与H2O2诱导抗氧化酶的关系。 1.转OxO基因烟草的分子检测转基因烟草经PCR、Southern和Northern杂交以及半定量RT-PCR检测，结果表明OxO基因已整合到编号为9、44、55和79的株系的基因组中并得到稳定表达，其中株系44和55为单拷贝插入，株系79表现为2个拷贝插入，而株系9表现为3个拷贝插入。
2.转OxO基因烟草的生理功能分析转基因烟草叶片的OxO活性提高，为野生型的1.68～2.34倍；与野生型相比，转基因烟草的H2O2含量提高了1.91～2.26倍，透射电镜观察表明增加的H2O2主要定位于细胞壁。与野生型相比，转基因烟草的NO含量提高了1.49～1.59倍；以激光共聚焦显微镜观察了保卫细胞的H2O2和NO，转基因烟草的H2O2和NO均明显高于野生型。进一步测定了气孔导度、光合速率和蒸腾速率，结果显示转基因烟草的气孔导度、光合速率和蒸腾速率均低于野生型。
3.转OxO基因烟草的抗逆性在强光和百草枯诱导的氧化胁迫下，转基因烟草Fv/fm值比野生型高，叶片积累的H2O2量比野生型少，MDA含量和相对电导率均明显比野生型低。以H2O2清除剂DMTU预处理后，在强光和百草枯诱导的氧化胁迫下，转基因烟草Fv/Fm值、叶片积累的H2O2量、MDA含量和相对电导率均与野生型无差异。说明转基因烟草抗强光和百草枯诱导的氧化胁迫与转基因烟草表达OxO后积累的H2O2有关。在盐胁迫下，与野生型相比，转基因烟草生长没有受到明显抑制，但转基因烟草的耐旱性和抗冷性与野生型没有明显区别。
4.转OxO基因烟草的抗氧化系统活性增加在正常情况下，转基因烟草的抗氧化酶(SOD、CAT、APX和GR)活性及抗氧化剂(AsA和GSH)含量均明显高于野生型，转基因烟草的抗氧化酶基因(SOD、CAT1、cAPX,、cpAPX和GR)的表达也明显高于野生型；在强光和百草枯诱导的氧化胁迫下，转基因烟草和野生型的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量均明显高于野生型，转基因烟草的抗氧化酶基因的表达也明显高于野生型。以H2O2清除剂DMTU预处理后，无论在正常条件还是在强光和百草枯诱导的氧化胁迫下，转基因烟草的SOD、CAT、APX和GR活性及AsA与GSH含量降低至野生型水平。结果表明，转基因烟草较高的SOD、CAT、APX和GR活性及AsA与GSH含量可能与转基因烟草表达OxO后积累的H2O2有关。
5.受H2O2诱导的基因在转基因烟草与野生型之间的差异表达为证明转基因植物中积累H2O2参与了抗逆性的调控，进一步以半定量RT-PCR检测了在植物防御反应中起重要作用、受H2O2诱导的2个基因ACRE1和NtWRKY3在转基因烟草与野生型的表达差异。结果显示，在转基因烟草中ACRE1和NtWRKY3的表达明显高于野生型，初步证明转OxO基因烟草中积累的H2O2还诱导其他抗逆性调控基因的表达，这也可能是转基因烟草提高抗逆性的原因。