当生物体受到高、低温等逆境刺激后产生一系列的应急蛋白—热激蛋白(Heat Shock Proteins,HSP),以减轻逆境胁迫引起的伤害。小分子量热激蛋白(small Heat Shock Proteins,sHSP)是一类分子量在17～30kD之间,主要定位于植物的细胞质、叶绿体、线粒体、内质网的热激蛋白。由于植物遇到胁迫伤害时,体内活性氧代谢的平衡机制遭破坏而促进了活性氧的积累,因此阐明植物体内小分量热激蛋白与活性氧代谢及清除机制之间的关系是目前国际上研究的热点。本实验分离甜椒叶绿体小分子量热激蛋白(CaHSP26),分析其在短时间低温弱光胁迫下CaHSP26对转基因烟草及甜椒光系统Ⅱ(PSⅡ)光能利用的影响。主要结果如下:　　1.逆境胁迫对甜椒的自身保护机制的影响低温弱光处理引起野生型甜椒中PSⅡ光合能力的下降,由于甜椒体内依然存在过剩光能的热耗散机制,因此低温对光合色素含量的影响变化不大。实验证实膜系统损伤是引起光合能力下降的主要原因。同时膜脂分析表明,16:1(3t)含量上升了12.9％,18:1含量下降表明不饱和化酶催化能力减弱,甜椒的膜脂相变能力差,抗冷性较弱;短时氧化胁迫下,膜脂不饱和度提高,可以缓解光抑制。　　2.低温胁迫条件下转CaHSP26基因植株的抗性分析构建pBI-CaHSP26正反义真核表达载体,通过农杆菌介导法转入烟草和甜椒。分析低温胁迫下CaHSP26对光系统的保护机制。T1代转CaHSP26基因烟草T(+)的光合指标证实:⑴在4℃时,转基因植株的光合速率、荧光参数及PSⅡ参数均明显的高于对照,随处理温度的升高这种差异也逐渐消失,表明CaHSP26参与保护PSⅡ系统以提高植物的低温抗性。⑵光-光合曲线的测定表明,低温弱光(PFD<400μmol m-2 s-1)时,非气孔因素是导致碳同化力下降而引起光抑制发生的重要因素。低温强光(PFD>400μmol m-2 s-1)下T(+)通过增大气孔导度,减小PSⅡ的开放程度来降低光抑制,从而保持很高的光和能力。⑶CO2-光合曲线的测定表明,在高浓度CO2处理时光抑制仍发生,非气孔因素是导致碳同化力下降而引起光抑制发生的重要因素。⑷P700的活性表明,过量表达CaHSP26显著提高T(+)植物P700的氧化还原活性。⑸T(+)与CK相比不饱和脂肪酸含量的迅速升高,表明酰基脂化酶和不饱和化酶的活性提高。同时在4℃条件下转基因植株中活性氧清除酶APX、SOD、POD、CAT的活性显著高于CK。CaHSP26过量表达可能保护这些酶活性,直接或间接参与了活性氧自由基的清除来减轻膜脂伤害,来保护光系统结构。　　3.CaHSP26对原核生物菌株存活率及抗氧化能力的影响构建CaHSP26的原核表达载体pET30-CaHSP26,不同处理下分析转CaHSP26的大肠杆菌菌株P750的存活率及抗氧化能力。实验证实:与转空载体pET30a(+)的菌株P30相比,CaHSP26的过量表达可以提高转基因菌株P750高温和过氧化氢胁迫下的存活率,降低了MDA的产生,同时可有效的增强大肠杆菌的在胁迫条件下的抗氧化能力。SDS-PAGE结果表明P750细胞中过量表达的热激蛋白对细胞中其它蛋白有保护作用,初步证实CaHSP26参与蛋白质的保护,避免ROS对其造成伤害,增加了细菌细胞的活力。根据原核中CaHSP26过量表达的实验结果推测sHSP的大量积累提供氧化胁迫条件下暂时的保护机制。　　4.甜椒转化体系的构建以甜椒子叶和下胚轴为外植体,对影响基因转化的若干因素进行了探讨,初步建立了农杆菌转化的体系。并参照A. Manoj Kumar等(2009)的子叶节浸染法转化甜椒,并加以改进,成功获得T1代转基因幼苗。本文通过研究低温条件下叶绿体小分子量热激蛋白CaHSP26与抗氧化性之间的关系,进一步认识了叶绿体sHSP的功能,并且为研究各种胁迫下HSP对植物的保护机制提供理论依据。