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高温、低温和干旱等非生物胁迫是影响植物生长发育的重要环境因子，植物受到这些胁迫信号刺激后，会产生一系列响应蛋白来保护细胞代谢。热激蛋白（HSP）是植物对外界胁迫所做的应答，是一类重要的胁迫诱导蛋白，在逆境胁迫下的表达增强可提高植物抵御各种逆境因子胁迫的能力，在植物与环境长期协同进化过程中起到非常重要的作用。小分子量热激蛋白（sHSP）是热激蛋白家族中一类分子量约在15-30kDa的热激蛋白，许多体内及体外的研究表明，sHSP在细胞中起分子伴侣作用。作为“分子伴侣”，sHSP可以与正在合成的多肽结合，使其正确折叠；能够引导新生肽穿过细胞器膜结构，使蛋白定位于细胞的不同部位。在高温胁迫下，sHSP可以阻止热变性蛋白的聚集或阻止不可逆的蛋白变性，或有利于蛋白质在高温胁迫变性之后的复性，在植物耐热性中起重要作用。本研究从热激处理的玉米（郑单958）叶片中分离到一个细胞质classⅠsHSP16.9的关键基因，命名为ZmHSP16.9，对其序列特征、表达模式，以及过表达转基因烟草的抗逆生理功能进行了初步研究。研究结果对进一步了解sHSP的功能以及利用基因工程技术改良玉米的综合抗逆性，具有重要的理论价值和实践意义。主要结果如下：（1）ZmHSP16.9基因的克隆及序列生物信息学分析提取热激处理的玉米叶片总RNA，通过RT-PCR的方法分离到sHSP基因ZmHSP16.9，该基因开放阅读框编码一个152个氨基酸的蛋白。将该基因同其他小分子量热激蛋白同源序列比对，结果表明该基因与细胞质calssⅠsHSPs家族聚类在一起，氨基酸序列分析表明该基因同其他植物的细胞质classⅠsHSPs高度同源。通过ProtComp v.9.0database（http://linux1.softberry.com/berry.phtmL?topic=protcomppl&group=programs&subgroup=proloc）数据库对ZmHSP16.9进行亚细胞定位预测，结果显示其定位于细胞质中。构建pBI121-ZmHSP16.9-GFP表达载体，并在洋葱表皮细胞中瞬时表达，在荧光显微镜下观察到细胞质内有GFP激发的绿色荧光。通过以上结果可以推测ZmHSP16.9基因为细胞质classⅠsHSP基因。（2）ZmHSP16.9组织特异性和表达模式分析对玉米幼苗进行干旱、高温、低温、H2O2及ABA处理，提取叶片总RNA进行Northern杂交，结果表明，正常生长条件下玉米叶片中未检测到ZmHSP16.9基因的转录产物，ZmHSP16.9在热激的玉米根、茎、叶中均有表达，但在叶中表达量最高。高温和外施H2O2均能诱导ZmHSP16.9基因的表达，表明ZmHSP16.9为热激和氧化胁迫诱导特异表达的基因。（3）ZmHSP16.9原核表达载体的构建、抗体制备和Western blot分析构建了原核表达载体pET-ZmHSP16.9，并在大肠杆菌BL21中表达融合蛋白，诱导、纯化蛋白，免疫小白鼠，制备抗体。Western杂交结果表明，ZmHSP16.9蛋白在玉米幼苗叶片中受高温和氧化胁迫诱导。（4）过表达ZmHSP16.9转基因烟草的鉴定构建pBI-ZmHSP16.9正义表达载体，成功转化烟草。Northern blot和Western blot结果均表明，ZmHSP16.9基因已经在转基因植株中稳定表达。（5）高温条件下过表达ZmHSP16.9基因烟草种子萌发率和幼苗长势良好高温胁迫条件下，过表达ZmHSP16.9基因的转基因烟草种子比野生型烟草种子萌发率高，过表达ZmHSP16.9转基因烟草幼苗比野生型幼苗长势更好。（6）过表达ZmHSP16.9转基因烟草在高温胁迫条件下的生理变化为了检测过表达ZmHSP16.9转基因烟草在高温胁迫条件下的生理变化，测定了一系列与植物逆境胁迫有密切关系的生理指标，包括H2O2和O2的积累量、抗氧化酶的活性、MDA含量和膜透性。结果表明，未处理的转基因和野生型烟草的这些抗逆指标没有明显区别。但是高温胁迫处理后，不管是野生型还是转基因植株烟草体内H2O2，O2的积累量明显增加，但野生型烟草增加的更明显；高温胁迫下过表达ZmHSP16.9转基因烟草通过维持较高的抗氧化酶活性增强活性氧清除能力，减轻活性氧对细胞的伤害；高温条件下，转ZmHSP16.9基因烟草的丙二醛含量、相对电导率比野生型烟草低。这些结果表明，过表达ZmHSP16.9基因提高了转基因烟草对高温胁迫的抗性。（7）过表达ZmHSP16.9基因提高了转基因烟草对氧化胁迫的抗性氧化胁迫条件下，过表达ZmHSP16.9基因的烟草种子比野生型烟草种子萌发率高；过表达ZmHSP16.9基因烟草幼苗比野生型幼苗长势好。利用不同浓度的H2O2模拟氧化胁迫，发现转基因各株系烟草叶圆片在较高或较低浓度的H2O2溶液中，均保持较高的叶绿素含量。这些结果表明，过表达ZmHSP16.9的转基因烟草耐受氧化胁迫的能力较强。