干旱严重影响农作物的生长及产量。氢离子焦磷酸酶作为一种独特的质子泵能够为无机离子跨液泡膜的主动运输提供动力,维持细胞的渗透势,增强水分胁迫条件下植物的吸水能力,从而提高其对于干旱胁迫的耐受性。本研究通过基因保守区的扩增、3’RACE及5’锚定技术从单子叶禾本科植物獐茅中克隆了液泡膜氢离子焦磷酸酶基因(AlVP1)的cDNA序列。该序列全长为2802 bp,其中3’端非编码区长度为370 bp,5’端非编码区长度为131 bp,开放性阅读框2301 bp,共编码766个氨基酸。AlVPl基因所编码蛋白同其他高等植物来源的Ⅰ型氢离子焦磷酸酶同源性为86～96%；疏水性分析显示AlVP1蛋白共包含14个跨膜区域,是一个典型的跨膜蛋白,并含有氢离子焦磷酸酶家族所共有保守功能位点CS1、CS2和CS3。实时定量PCR分析结果表明,AlVP1基因的表达受到干旱、ABA、缺钾、NaCl以及低温(4℃)胁迫的诱导。其中干旱、ABA、缺钾和NaCl胁迫条件下AlVP1基因在根部中显著上调表达,而叶片中则下调表达。低温胁迫条件下,根部中AlVP1基因显著下调表达,而叶片中则显著上调。采用无缝克隆法构建了PTF101-AlVP1植物表达载体,利用根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草。PCR及半定量RT-PCR结果表明,AlVP1基因已整合进烟草的基因组中并表达。干旱胁迫条件下,转基因烟草根系的生长状况明显优于野生型烟草,且其根部干重显著高于野生型烟草；同时,转基因烟草的叶片相对含水量、叶绿素含量及超氧化物歧化酶活性均高于野生型烟草,而丙二醛含量则低于野生型植株。上述结果表明,AlVP1基因的过表达能够提高转基因烟草的耐旱性。