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桃(Prunus persica)是蔷薇科(Rosaceae)李亚科桃属果树,是我国的主栽果树之一,但是有相当一部分品种存在抗寒性弱的问题,易受到低温冻害的影响导致减产甚至死亡,在生产上,我国北方寒冷地区急需抗寒性强的桃树优良品种,那么,提高抗寒性就成为桃树育种的主要目标之一。本试验以抗寒性强的品种‘毛桃’、‘珲春’、‘新21世纪’和抗寒性弱的品种‘21世纪’、‘中华寿桃’、‘优25-3’的叶片及越冬条件下的花芽和韧皮部为试验材料,通过基因克隆和生物信息学分析不同抗性品种的PpFe-SOD基因差异,利用荧光定量PCR技术分析不同品种的花芽和韧皮部在不同时期的PpFe-SOD基因相对表达量,通过对SOD酶活性测定确定SOD酶与抗寒性之间的关系,构建PpFe-SOD基因表达载体pBI121-Fe-SOD,通过农杆菌介导法转化本氏烟草,获得的研究结果如下:1、6个桃品种的PpFe-SOD基因序列和氨基酸序列进行比对发现,‘毛桃’、‘21世纪’、‘中华寿桃’与其他相比存在单碱基差异,但6个桃品种的氨基酸序列保守结构域却完全一致(18-319位),包含一个完整的开放阅读框,全长960bp,编码319个氨基酸,遗传进化分析表明,桃PpFe-SOD氨基酸序列与同是蔷薇科的扁桃、甜樱桃、乌梅、苹果、月季亲缘关系较近,同源性均在85%以上。2、不同品种花芽在不同取材时期的PpFe-SOD基因相对表达量整体上呈现先升高后降低的变化趋势,与取材时期温度变化趋势相同,提示PpFe-SOD基因可能不参与桃花芽抗寒调控过程。不同品种韧皮部在不同取材时期PpFe-SOD基因相对表达量出现两种变化趋势,‘珲春’和‘21世纪’呈逐渐升高趋势,‘毛桃’、‘新21世纪’、‘中华寿桃’、‘优25-3’的基因表达量呈低-高-低的趋势,提示我们韧皮部PpFe-SOD基因表达量与抗寒性可能存在着一定的关联。试验结果表明PpFe-SOD基因在花芽和韧皮部的作用机制不同。3、不同品种不同时期花芽中的SOD酶活性大体上呈现高-低-高的变化趋势,与温度变化趋势相反,不同品种韧皮部中的SOD酶活性呈两种变化趋势,其中‘珲春’、‘21世纪’SOD酶活性值逐渐升高,‘毛桃’、‘新21世纪’、‘中华寿桃’、‘优25-3’SOD酶活性呈先升高后降低趋势,推测SOD酶活性可能与桃抗寒性相关。4、成功构建出了转基因载体pBI121-Fe-SOD,利用农杆菌介导的转化法成功获得PpFe-SOD基因转化烟草阳性植株,在5℃低温处理下,转基因阳性烟草植株7号、10号、12号的长势均强于野生型,转基因阳性烟草中PpFe-SOD基因表达量,呈现出高-低-高-低的变化趋势,表明PpFe-SOD基因与桃抗寒性存在一定程度的相关性。