盐胁迫是抑制植物生长和降低农作物产量的主要环境因素之一。长期以来,关于如何提高植物的抗盐性和增加在盐胁迫下农作物的产量一直是人们关注的焦点。胡杨(Populus euphratica Olive)是中国西北沙漠干旱盐碱地区广泛分布的一个抗盐树种,它常常与一些盐生灌木组成沙漠植被生态系统。目前对于胡杨的耐盐性已经有很多研究,但是对于胡杨具体的耐盐分子机理方面的研究还不深入。据此,我们以耐盐的胡杨为材料,克隆其在盐胁迫下表达上调的TPK型钾离子通道(PeTPK1)基因以及GPX抗氧化酶(PeGPX)基因,通过分别在烟草BY-2细胞以及烟草植株中过表达这两个基因的方法,来深入研究这两个基因在胡杨应对盐胁迫过程中发挥作用。具体研究结果和结论如下：1.胡杨TPK型钾离子通道基因研究结果显示克隆得到的PeTPK1基因ORF全长为990bp,其蛋白由330个氨基酸组成,该序列包含钾离子通道P结构域的保守序列TXGYGD。在烟草BY-2细胞中过表达该基因,能够增加烟草细胞的抗盐性但没有增加其抵抗渗透胁迫的能力。在盐胁迫(NaCl100mM和150mM)三周后,转基因烟草细胞的鲜重及干重明显高于野生型烟草细胞。在短期盐胁迫下(100mM NaCl,24h),转基因烟草细胞的细胞活力比野生型的高,而膜透性比野生型的低,并且差异显著。离子含量测定结果显示,相对于野生型烟草细胞,转基因烟草细胞的钠离子含量上升幅度小,钾离子含量下降较少。非损伤微测技术检测在盐胁迫下转基因、野生型烟草细胞及原生质体的钾离子流的动态变化,结果显示：盐胁迫下,转基因细胞及其原生质体相对于野生型都有明显的钾离子外流现象。鉴于PeTPK1基因的亚细胞定位研究显示,该基因定位于在液泡膜上,我们推测盐诱导的烟草细胞及其原生质体的钾离子外流,很可能是通过PeTPK1钾离子通道介导的。在该钾离子通道的作用下,液泡中的钾离子转运到细胞质中以保持细胞质中钾离子的平衡,从而增加了烟草细胞的抗盐性。2.胡杨谷胱甘肽过氧化物酶基因PeGPX研究结果显示,实验中克隆的cDNA (PeGPX)编码谷胱甘肽过氧化物酶,其ORF为693bp,其蛋白由231个氨基酸编码的疏水性蛋白。过量表达PeGPX基因的烟草与野生型烟草的耐盐性实验结果显示,野生型烟草植株在含NaCl (200mM/L)的MS培养基中生长15天后,无明显的长高,且不长根；而转基因烟草在同样的加盐培养基上,生长基本没有受到抑制,植株生长状态良好,并且能够长根。光合数据显示,在盐胁迫下过量表达PeGPX基因烟草的净光合速率比野生型烟草的受到影响较小。酶活数据显示,转基因株系GPX酶活在盐胁迫下活性有非常显著的提高。以上数据说明：过表达PeGPX基因使得烟草的耐盐性得到显著提高。综上所述,我们的实验结果显示,转化PeTPK1基因的烟草BY-2细胞其抗盐性明显比野生型要高,我们推测该基因对于烟草细胞中钾离子的平衡起到了重要的作用。转化的PeGPX基因使得烟草的耐盐性比野生型烟草有明显的提高,我们推测该基因对于盐胁迫下烟草的抗氧化调节发挥了重要的功能。实验结果对解释胡杨耐盐机制,认识PeTPK1和PeGPX基因的功能具有重要意义。