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植物生命周期的全过程不可能在完全适宜的环境条件下进行,生物胁迫与非生物胁迫贯穿于植物体的整个生命周期。热激蛋白(Heat Shock Proteins,HSPs)是生物体在不利环境条件因素刺激下应激合成的一组在进化上高度保守的蛋白质,是植物受到外界胁迫时诱导产生的蛋白。HSPs在逆境条件下表达的增强可以提高植物对胁迫环境的抵抗能力,在植物与环境长时间共同进化的过程中起到了非常重要的作用。前期转录组测序结果表明马铃薯Favorita中的一个小热激蛋白基因(PGSC0003DMG400009255)在接种马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)24小时后表达量显著上调。为了研究该基因的功能,克隆并构建了该基因的植物表达载体,分别在接种马铃薯晚疫病菌,高温,低温,干旱胁迫条件下对该基因的表达量进行了荧光定量检测,主要研究结果如下:1、基因克隆和序列分析:以马铃薯Favorita为材料,根据Spud DB Potato Genomics Resource(PGSC0003DMG400009255)基因序列设计引物,并在引物5’端加上BamHI和SalI酶切位点,从接种P.infestans 24小时后的Favorita的RNA中通过RT-PCR的方法获得PGSC0003DMG400009255的基因片段,并命名为sHSP-F,该基因最大开放阅读框(ORF)为594 bp,编码197个氨基酸。将该基因的氨基酸序列与其它小热休克蛋白氨基酸序列序列进行同源性比对及生物信息学分析表明,该基因含有ACD_Sc Hsp26_like、HSP20和IbpA三个结构域,其中ACD_ScHsp26_like是热休克蛋白中较为重要的结构域,对抵抗外界环境胁迫具有重要作用。2、植物表达载体的构建及农杆菌的转化:通过酶切、连接将sHSP-F克隆到表达载体pCAMBIA1301m中。通过测序和酶切验证,表明sHSP-F基因成功克隆到表达载体中,并命名为p1301m-sHP-F。通过电击法将p1301m-sHSP-F转化至根癌农杆菌LBA4404中,该工作为进一步将sHSP-F基因转化马铃薯,研究其功能提供了基础。3、胁迫诱导表达分析:分别在接种马铃薯晚疫病菌、高温、低温、干旱单一胁迫环境下对马铃薯小热激蛋白sHSP-F基因进行了实时荧光定量检测,通过对其相对表达量的分析发现,在接种马铃薯晚疫病菌后24h和48h内s HSP-F表达量显著上调;42℃高温胁迫下,sHSP-F基因在2h后表达量显著增加,6h仍有上调,12h表达量下调;4℃低温胁迫下,三个时间段的表达量逐渐上调但幅度不明显;模拟干旱胁迫下,不同时间段的表达量与对照组基本上无差异。