改善植株应答非生物逆境的能力,对作物生长发育及产量形成具有重要意义。SPX家族基因在维持磷稳态过程发挥重要作用。本研究鉴定了一个小麦SPX家族基因TaSPX129,研究了其分子特征、应答非生物逆境的表达及在抵御低磷及盐胁迫中的生物学功能,主要结果如下:通过对Phytozome网站Triticum aestivum v2.2小麦基因组数据库包含SPX结构域的蛋白质进行查询,得到SPX家族基因编码蛋白序列87个,对应39个基因,根据基因编码蛋白C-末端结构域的不同,分为SPX、SPX-MFS、SPX-EXS和SPX-RING四个亚家族,各亚家族基因分别包含15、11、7和6个成员。其中,TaSPX129基因属于SPX-MFS亚家族,定位于液泡膜。研究TaSPX129应答不同逆境的表达特征,结果表明,在20μM低磷浓度胁迫下,小麦根中TaSPX129的表达量整体呈现上调趋势,1 h表达量最高;与根中不同,TaSPX129在新叶中的表达量随低磷处理时间的延长逐渐下调,老叶中则相反,其表达量逐渐提高。在75 mM NaCl盐胁迫下,小麦根和老叶中TaSPX129表达与低磷处理下根中的情况基本一致,而新叶中处理9 h还有所增加,在其他时间点变化不大。应用TaSPX129烟草转基因系,结合琼脂皿培、水培和蛭石穴盘培养研究转基因系植株低磷和盐胁迫下的表型特征。结果表明,与WT相比,转基因系植株表现表型增大、叶面积和根系长度增加以及叶绿素含量提高等。对分别参与低磷和盐逆境的重要相关基因进一步研究,发现在低磷胁迫下,转基因烟草根和叶中,磷转运蛋白基因NtPT4和NtPT5均有所上调;在NaCl盐胁迫下,ABA受体基因NtSAKK2-25、NtSAPK7和NtSPK7基因在叶中上调表达,根中也有几个成员发生上调表达。此外,NaCl处理的转基因系植株根中NtPT4和NtPT5也呈上调表达。以上结果表明TaSPX129可能通过调控对磷素吸收以及通过ABA信号途径提高抵御低磷和盐胁迫的能力。对低磷与NaCl逆境处理下转基因与WT植株包含酶活、基因表达和定位特征的活性氧清除参数进行分析,发现与WT相比,低磷与盐胁迫下SOD、POD和CAT保护酶活性在转基因系植株中均都有提高,而MDA含量降低;低磷和盐胁迫下,烟草根中上调的保护酶基因较多,POD1;2、POD4、CAT1;1、CAT1;2和CAT1;3在两处理中表达量均有增加;应用NBT与DAB染色法对H₂O₂和O₂^-·进行定位定量检测,结果发现两种逆境下转基因烟草叶片与野生型相比均染色较浅,说明转基因植株中H₂O₂和O₂^-·含量减少。表明TaSPX129可以通过调控保护酶活性和保护酶基因表达水平提高对H₂O₂以及O₂^-·的清除能力,从而提高转基因植株抵御外界逆境能力。鉴于TaSPX129转基因植株在盐胁迫的表现优势,结合脯氨酸含量、电导率、可溶性糖和可溶性蛋白等生化参数及气孔特征,进一步鉴定转基因植株抵御盐胁迫的能力。结果表明,与野生型相比,盐胁迫下转基因植株Pro含量提高、相对电导率降低、可溶性糖含量提高,气孔关闭较快。表明,转基因植株在盐胁迫下具有更强的渗透调节能力。而气孔关闭较快结合前述ABA受体基因表达提高,再次说明ABA信号途径在TaSPX129转基因植株增强抵御盐胁迫中可能参与重要作用。综上可见,TaSPX129对于增强植株抵御低磷与盐胁迫能力发挥重要功能,其参与应答磷信号与盐信号的调控网络与分子机制有待进一步研究。