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长叶红砂(Reaumuria.trigyna)是我国特有珍稀植物,由于长叶红砂对盐渍化土地和荒漠环境有很好的适应性,因此在改良土壤盐碱性、防风固沙等方面具有重要作用。植物抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)基因作为抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的关键酶,其主要功能是利用抗坏血酸为特殊的电子供体并催化H2O2转变为H2O,从而清除细胞内多余的H2O2。通过对长叶红砂APX基因的研究有助于了解其在抗逆生长中发挥的作用。本研究从长叶红砂转录组高通量测序数据库中筛选获得了长叶红砂的抗坏血酸过氧化物酶基因,命名为RtAPX1。并对该基因进行了表达特性及功能分析,结果如下: 1.通过NCBI的ORF Finder在线分析获得RtAPX1的开放阅读框(OpenReading Frame,ORF)序列及氨基酸序列,生物信息学分析结果显示RtAPX1编码区序列长861bp,编码一个含286个氨基酸的蛋白质,预测分子量31.29 kilodaltons,等电点6.61。Protscale软件分析编码蛋白的亲疏水性,结果显示该蛋白属于亲水性蛋白。SOPMA软件分析编码蛋白的二级结构,结果显示该蛋白存在的二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲。使用Mega6.0构建系统进化树,结果显示长叶红砂RtAPX1编码的蛋白与柽柳的APX蛋白同源性最高。 2.Real-time PCR分析结果显示,RtAPX1在200mM、400mM、600mMNaCl、干旱胁迫以及冷胁迫处理后表达量明显升高,其中当胁迫处理时间达到12小时后其表达量达到最高。构建了pUC18-RtAPX1亚细胞定位载体,亚细胞定位结果显示,RtAPX1编码蛋白定位于细胞质当中,RtAPX1属于cytosolic APX(cAPX)。 3.构建了pPICZα-RtAPX1酵母表达载体。将pPICZα-RtAPX1转化到酵母中,结果显示:RtAPX1的过量表达提高了转化酵母对NaCl、干旱、低温和紫外胁迫的耐受性。 以上研究结果表明,RtAPX1基因作为清除细胞内多余H2O2的关键酶之一,对长叶红砂的抗逆生长有重要作用。本次研究结果验证了RtAPX1的功能特性,为深入了解APX的作用机制、利用APX提高植株的抗逆性奠定了一定的基础。