小麦是我国北方居民的主要口粮,也是我国三大储备粮品种之一。小麦储藏过程中由于环境温度、湿度、害虫及霉菌活动等因素,引起小麦组织结构松弛、呼吸速率下降、酶活性减弱、营养物质含量下降等生理生化变化,从而导致小麦发生发芽率降低及食用品质劣变等现象。研究表明,活性氧（Reactive oxygen,ROS）累积与抗氧化系统损伤是引起种子劣变的主要因素。课题组前期研究发现,同等储藏条件下,软质小麦与硬质小麦相比存在劣变速率延缓现象,但其分子机理尚不清楚。本研究选择软质小麦‘扬麦15’和硬质小麦‘郑麦9023’代表两种不同硬度的小麦品种,进行人工劣变处理（50℃、RH60%）,测定储藏劣变过程中种胚活力、ROS氧化损伤、ROS清除系统变化差异;锚定对H2O2有直接清除作用的关键抗氧化酶过氧化氢酶（Catalase,CAT）与抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）,利用生物信息学、RT-PCR等技术对两个家族各成员进行分析整理,筛选出劣变过程中起主要作用的功能基因;克隆主要基因的编码序列,构建过表达载体,叶盘法转化本氏烟草,获得阳性的转基因单株后,对其进行功能验证,主要研究结果如下:1.对劣变时间段‘扬麦15’与‘郑麦9023’的种胚活力、H2O2含量、膜质氧化损伤、ROS清除系统等指标进行测定,发现在相同的劣变程度下‘扬麦15’种胚活力高于‘郑麦9023’,种胚H2O2含量相对较少、膜质损伤程度也较低;ROS清除系统的氧化损伤也较轻,说明与硬质小麦相比软质小麦‘扬麦15’表现出明显的耐储藏性和对劣变的延缓作用。2.利用Phytozome数据库搜集到24个小麦CAT基因家族成员,根据数据库提供的主次转录本,最终确定11个小麦CAT成员;下载各成员基因组序列、转录序列及氨基酸序列,通过在线软件预测各氨基酸序列的等电点及分子量,并绘制了各成员的基因结构和进化树;根据前人已报道的小麦APX家族文献,选择其中主要的6个APX成员。对筛选到的11个CAT成员基因和6个APX成员基因进行小麦劣变过程中RT-PCR检测,得到表达量高的CAT和APX基因,分别为TaCAT8和Ta APX9-A;以软质小麦为模板克隆了这两个基因的编码序列。3.根据TaCAT8和TaAPX9-A基因编码序列,分别与p RI 101载体连接,构建了植物过表达表达载体p RI 101-TaCAT8和p RI 101-Ta APX9-A,采用农杆菌叶盘法将构建好的载体转入本氏烟草,分别得到TaCAT8转化苗26株和Ta APX9-A转化苗44株;通过DNA和RNA水平的阳性单株筛选,分别获得TaCAT8和Ta APX9-A阳性转基因烟草5株和12株。对得到的阳性植株分别进行CAT和APX酶活性测定,结果显示TaCAT8有3个阳性单株CAT活性高于野生型烟草;Ta APX9-A有4个阳性单株APX活性显著高于野生烟草。说明软质小麦TaCAT8和Ta APX9-A基因在劣变过程中对CAT与APX酶活性有显著积极影响,这两个基因可能参与到软质小麦延缓劣变分子机制中。两类基因的阳性单株已经进行了移栽,后续将继续考查其对ROS清除、小麦耐储存及延缓劣变的分子机制。本研究从ROS氧化损伤与清除角度对软质小麦延缓劣变生理机制进行探析,并初步验证了软质小麦两个主要抗氧化基因的功能,为进一步研究软质小麦延缓劣变的分子机制提供理论支撑,也为生产上进行小麦耐储存与延缓劣变的品种改良与新品种选育奠定理论基础。