草酸氧化酶（oxalate oxidase，OxO，E.C.1.2.3.4）不仅参与植株生长发育过程，而且也在少数禾谷类植物的某些抗菌核病害过程中有重要作用。草酸氧化酶可以把草酸毒素分解为H2O2和CO2，从而减少它们对植物的伤害。其分解产物H2O2可能是植物应答胁迫信号通路的重要信号分子，参与调解Ca2+内流，改变细胞膜的通透性，并作用于植物细胞壁的结构蛋白，从而参与植物的防御过程。所以草酸氧化酶被广泛地应用于植物基因工程改良，来减少其他作物的菌核病病害。菌核病害是由死体营养型腐生菌核盘菌（Sclerotiniasclerotiorum）引起的一种能够危害400多种植物的病害，其中最严重的是十字花科作物,每年都给全世界带来巨大的经济损失。但是，草酸氧化酶的作用并不仅限于抗菌核病。转草酸氧化酶基因植物不仅能够抗菌核病，还能够被其他环境胁迫诱导表达，例如盐胁迫、重金属胁迫等氧化胁迫。目前为止，普遍认为转OxO作物的抗菌核病机理：第一、草酸氧化酶能够分解毒素草酸；第二、草酸氧化酶产生的H2O2有重要作用；第三、草酸氧化酶还能够被植物激素诱导表达。但是，鉴于植物在受到病原菌感染以及其他非生物胁迫时，植物的活性氧（Reactive oxygen species. ROS）与植物的抗逆过程的密切关系。草酸氧化酶是否能够通过其他方式，参与了转OxO植物的防御反应？因此，考虑到在植物防御反应中植物自身存在的两大防御系统，包括抗氧化酶系统和非酶促类抗逆物质。本研究以模式植物拟南芥为实验对象，构建了转OxO基因拟南芥，探讨了转OxO拟南芥对菌核病的抗性以及在菌核病感染过程中外源草酸氧化酶的表达对植物自身的防御反应的影响。本实验以农杆菌介导的花器官原位转化法，以及一系列的筛选验证包括PPT选择筛选、GUS组织化学染色、PCR和RT-PCR验证，转化获得了转OxO拟南芥。然后，以草酸毒素法和菌核病菌丝体接种法鉴定了其对菌核病的抗性。然后分别通过酸性茚三酮法、蒽酮-硫酸比色法、二氨基联苯胺（DAB）染色法测定了转OxO拟南芥的脯氨酸、可溶性糖和H2O2的含量的变化。并分别通过氯化硝基四氮胺蓝比色法（Nitroblue tetrazolium,NBT）比色法、愈创木酚法和紫外吸收法分别检测了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的酶活性变化。主要实验结果如下：1、优化农杆菌介导的拟南芥花器官原位转化技术。农杆菌生长期（农杆菌菌悬液的OD600值）决定了农杆菌的活力。用于转化处理的渗透培养基中农杆菌的密度决定了农杆菌进入植物花器官开放结构的几率。所以，本实验对这两个因素的研究结果证明农杆菌生长至OD600为1.6，渗透培养基农杆菌OD600为1.0时，转化率最高。2、获得了转OxO拟南芥。本研究采用农杆菌介导的Flor-dip法与Flora-drop法相结合，经PPT选择培养基筛选法、GUS组织化学染色法、PCR验证以及RT-PCR验证，成功获得了转OxO拟南芥植株。3、转OxO拟南芥的抗病分析。本实验利用草酸毒素法与菌丝接种法对转OxO拟南芥进行了抗病分析。结果证明转OxO拟南芥比野生型拟南芥具有更强的抗病性。4.转OxO拟南芥的抗病机理的初步分析。本实验通过对抗氧化酶SOD、POD和CAT的酶活检测，以及脯氨酸和可溶糖在菌核病感染处理12h后的变化，对转OxO拟南芥进行了抗氧化分析和渗透调节分析。相对于未经菌丝体接种处理的野生型拟南芥，菌核病感染12h后的野生型拟南芥和转OxO拟南芥的可溶糖含量、脯氨酸含量均上升。可溶糖含量分别上升至204.4%和324.4%，脯氨酸含量分别上升至113.6%和137.7%。因此，它们在转OxO拟南芥的含量变化更大。抗氧化酶也发生了明显的变化，其中SOD酶活的相对百分比分别为106.3%和173%，POD酶活的相对含量比分别为90.5%和209.9%，CAT的表达变化相反，分别下降为69.5%和61%。