氢离子转运无机焦磷酸化酶(H~+-PPase)是一类区别于H~+-ATPase的H~+转运酶,对植物体内的生理以及生化过程具有积极的影响。H~+-PPase作为质子泵,对植物抗逆起重要作用。EdHPPase1基因的表达在模式作物中的功能已被验证,然而对农作物的生理机制和调控机理很少有表明,为了更好的探究EdHPPase1在农作物中的功能,本研究分别通过水培试验和田间试验两种途径验证EdHPPase1基因在非生物胁迫下的响应。生物信息学分析表明,披碱草焦磷酸化酶(EdHPPase1)基因开放阅读框共有2310bp,编码氨基酸770个,且EdHPPase1有15个跨膜螺旋结构,通过氨基酸序列比对结构显示:含有完整的保守域。蛋白同源性对比发现,与已知羊草、大麦的无机焦磷酸化酶蛋白的同源性高达98%。水培试验下,碱胁迫处理时,生理指标显示,转基因小麦的鲜重含量、相对含水量显著高于野生型,失水率较野生型减慢;根系扫描结果显示,与野生型相比,披碱草无机焦磷酸化酶(EdHPPase1)基因的表达使转基因小麦根的投影面积、表面积、体积等一些根系指标明显增加。而正常处理下,转基因小麦株系无论是株高、地上部鲜重的含量与野生型无差异,根长、根鲜重的含量低于野生型株系;生化指标测定结果显示,转基因小麦的可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等含量与野生型相比明显增加,而丙二醛含量、相对电导率的含量较野生型降低;抗氧化酶指标显示:碱胁迫下,转基因小麦的SOD、CAT、POD以及超氧阴离子自由基的含量与野生型相比,均明显增加。田间试验下,低磷处理时,测定的各项指标显示:转基因小麦秸秆和籽粒中全氮、全磷含量均显著高于野生型株系;正磷处理下,与野生型相比,转基因小麦秸秆和籽粒含量以及产量的变化与低磷处理变化趋势一致,产量增产幅度略低于低磷处理。综上,低磷处理时,氢离子无机焦磷酸化酶EdHPPase1基因的表达增加了收获期小麦的养分含量。