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硫氧还蛋白系统是生物体内重要的抗氧化系统之一，主要包含有硫氧还蛋白（Trx）、硫氧还蛋白还原酶（TrxR）和NADPH，该系统通过调节酶活性、转录因子、各种胁迫应答和信号传导等，在生物抗逆系统中起着重要的作用。南极由于其独有的地理及气候特征，形成了一个干燥、酷寒、强辐射的自然环境，蕴育了丰富的微生物资源。在长期的进化和生长过程中，微生物形成了极为独特的基因资源、遗传背景及新的代谢特征。本论文以南极海冰细菌Pseudoalteromonas sp.为材料，对硫氧还蛋白系统中两个重要成员Trx与TrxR的基因进行了克隆、异源表达以及活性研究，以期进一步完善南极微生物低温适应性的分子机制，获得具有自主知识产权的功能基因，为抗逆生物遗传育种提供新的基因。（1）在前期从海冰细菌Pseudoalteromonas sp.ANT178中克隆出Trx全长基因（PsTrx）的基础上，本论文利用生物信息学方法对PsTrx进行了分析和预测。该基因大小为327bp，编码108个氨基酸，理论分子量为11.9kDa，等电点pI=4.50，推测其关键活性位点为Cys33和Cys36，结构模型中含4个α-螺旋和5个β-折叠。将PsTrx基因转入E.coli BL21中，实现了异源表达，并对该重组蛋白进行了Ni-亲和层析纯化及活性测定。结果表明，经纯化后的Trx重组蛋白比活力为96.67U/mg，纯化倍数达22.22倍，总回收率为27.26%；其最适反应温度为25℃，最适反应pH为7.0。PsTrx在高盐（2M NaCl）环境中仍保留一定的活性。变性剂SDS对蛋白活性的抑制力最强，相对活性仅为22.94%，氧化剂H2O2对PsTrx的抑制作用最小，相对活性可高达95.36%。（2）PsTrx基因转入E.coli BL21后，重组菌株耐盐性显著提高，在盐度为9%培养条件下，其最大OD600吸光值可以达到1.316，而野生型大肠杆菌的OD600仅为0.393。利用FQ-PCR相对定量2-△△Ct法测定不同盐度下海冰细菌PsTrx表达情况，高盐度下（5%-9%NaCl）的PsTrx表达量高于对照组（3.3%NaCl），其中9%盐度下的表达量是对照组的2.5倍，这表明PsTrx基因在菌体的耐盐机制中起着重要作用，进而可为耐盐遗传育种提供新的基因。（3）从菌株Pseudoalteromonas sp.ANT178克隆出TrxR基因，命名为PsTrxR，该基因具有完整的基因阅读框，大小为951bp。生物信息学分析表明该基因编码316个氨基酸，PsTrxR的理论分子量为33.7kDa，等电点为4.98，推断的活性位点为Cys136和Cys139，蛋白结构内含5个α-螺旋和18个β-折叠。将PsTrxR转入E.coli BL21中成功表达，利用Ni-亲和层析对重组蛋白进行纯化，重组蛋白比活力为29.71U/mg，总纯化倍数达26.29倍，总回收率为35.75%。重组PsTrxR的最适反应温度为20℃，最适反应pH为7.0，该酶在50℃处理40min后，酶活性下降至66%。以DTNB为底物测定酶动力学参数Km和Vmax分别为1.15mM和5.17nmol/mL/min。变性剂DTT对PsTrxR酶活的抑制作用为100%，金属离子Zn2+对酶的抑制作用小，相对剩余活性可达71.38%。