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谷氧还蛋白(Glutaredoxin, Grx),又名巯基转移酶(Thioltransferase),分子量约为12kD,是硫氧还蛋白(Trx)超家族的一个特殊分支,结构与硫氧还蛋白(Trx)相似,具有较为保守的活性位点,活性位点在空间上暴露于蛋白表面,在其附近一般具有谷胱甘肽结合位点。Grx对热稳定,与还原型辅酶Ⅱ(NADPH)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽还原酶(GR)组成谷氧还蛋白系统,广泛存在于细菌、植物和哺乳动物中。根据活性位点序列,植物中的Grx大致可分为3个不同的亚类,分别为CxxC/S(亚类Ⅰ,即CPYC型)、CGFS(亚类Ⅱ,即CGFS型)和CCxC/S/G(亚类Ⅲ,即CC型)：亚类Ⅰ的活性位点一般为CPYC;亚类Ⅱ的活性位点为CGFS;亚类Ⅲ的活性位点为CCxx,这一类谷氧还蛋白为植物所特有。Grx的氧化还原作用主要是通过Grx中的半胱氨酸残基的巯基(-SH-)与二硫键(-S-S-)的交换反应,维持及修复蛋白质或酶的活性,从而调节细胞内的氧化还原平衡。在植物的生长发育、抗氧化及病原体抗性等方面发挥着重要作用。本研究从蜡梅花cDNA文库中克隆了1个谷氧还蛋白基因,利用生物信息学分析、荧光定量PCR、模式植物过表达等研究手段对获得的CpGRX1基因功能进行探究分析,主要结果如下：1. CpGRX1序列及编码蛋白结构分析通过对蜡梅花cDNA文库进行EST分析,随机克隆测序得到了一个蜡梅谷氧还蛋白基因,命名为CpGRX1(GenBank登录号：JQ990126)。CpGRX1基因的全长为492bp, ORF框为321bp。该基因编码蛋白的分子量约为11.18kD,编码106个氨基酸。蛋白结构分析显示：该蛋白的活性位点为CPYC,具有GSH的结合位点；该蛋白的4个β-折叠被5个α-螺旋包围,属于硫氧还蛋白折叠超家族；通过上述分析结果确定其为典型的亚类Ⅰ(即CPYC型)谷氧还蛋白。2.蜡梅中CpGRX1的转录水平分析实时荧光定量PCR分析表明,在蜡梅各组织中均有CpGRX1的表达,但其在茎中的表达量最高,组织特异性较强。CpGRX1在蜡梅的各个花期中的蕾期和衰败期的表达量很高,具有较明显的时间特异性。蜡梅幼苗胁迫处理后CpGRX1在叶片中的表达情况是：CpGRX1在氧化胁迫和盐胁迫后快速响应；干旱胁迫处理后,CpGRX1表现为规律的下降回升趋势；在低温及高温胁迫处理后,表达量与未经处理的蜡梅幼苗相比无明显变化。结果表明CpGRX1可能在蜡梅的抗氧化、干旱和抗盐防御机制相关。3. CpGRX1在烟草中的过表达构建植物表达载体pCAMBIA2301-CpGRX1,利用根癌农杆菌介导法,将重组基因转入野生烟草。对转基因烟草植株进行生根筛选、GUS染色和PCR检测后,成功获得25株CpGRX1转基因烟草植株。