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植物在生长过程中无法避免地会遭受多种生物胁迫和非生物胁迫。与之相对应,植物体内也进化出了应对逆境胁迫的防卫反应。类萌发素蛋白(germin-like protein, GLP)是一类普遍存在的功能性糖蛋白,在植物的生长发育和防卫反应中有重要作用。本研究基于岷江百合(Lilium regale Wilson)响应尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. lilii)侵染的抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH) cDNA文库中编码GLP的EST序列,通过快速扩增cDNA末端(rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术克隆获得一个新的岷江百合GLP基因LrGLP1,并对其进行生物信息学分析。利用定量逆转录PCR (quantitative reverse transcriptase PCR, qRT-PCR)技术分析LrGLP1在岷江百合中的表达特性。同时,将LrGLP1转入大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3)中诱导表达并对融合蛋白进行纯化和活性分析。此外,将LrGLP1转入烟草(Nicotiana tabacum L. cv Xanthi)中异源超表达,并以LrGLP1转基因烟草为材料研究LrGLP1的功能。本论文的研究工作及得到的主要结果如下：1.克隆获得LrGLP1的全长cDNA和基因序列,并对其进行一系列的生物信息学分析。LrGLP1全长cDNA为908 bp,且编码区中包含一个长103 bp的内含子。LrGLP1编码一个含有217个氨基酸的蛋白质,LrGLP1与已知的植物GLP高度同源并属于GLP subfamily 1。 LrGLP1具有GLP蛋白的保守结构域且其3-D结构与大麦萌发素蛋白高度相似。2. LrGLP1在岷江百合中的表达具有组织优势性,在根中的表达水平明显高于茎和叶。外源信号分子乙烯(ethylene, ET)处理12h可以明显提高岷江百合根中LrGLPl的转录水平,但水杨酸(salicylic acid, SA)、茉莉酸(jasmonic acid, JA)和H202处理会致使LrGLP1转录水平不同程度地下调。接种尖孢镰刀菌2-48 h内,岷江百合根中LrGLP1的转录水平明显上调并在接种后24 h达到最高水平。3.构建LrGLP1的原核表达载体pET-32(a)-LrGLP1-E,并通过冻融法将重组载体转入大肠杆菌BL21 (DE3)菌株中,经IPTG (isopropyl-D-thiogalactopyranoside)诱导表达后,利用Ni-NTA柱进行融合蛋白的纯化。活性分析结果表明纯化所得LrGLP1融合蛋白具有超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和草酸氧化酶(oxalate oxidase, OXO)活性。4.构建LrGLP1植物超表达载体pCAMBIA2300S-LrGLP1转入烟草中过表达并培育获得T1代转基因烟草。qRT-PCR分析结果表明,LrGLPl在转基因烟草中稳定地表达并调控防卫相关基因MnSOD、Cu/ZnSOD、PR-1b、和PR-lc的转录水平上调,以及CN的转录水平下调。正常生长情况下,转基因烟草叶片内SOD和OXO活性显著高于野生型烟草。平板抑菌实验中,LrGLP1转基因烟草叶片总蛋白粗提物对病原真菌尖孢镰刀菌菌丝生长表现出明显的抑制作用。与野生型相比,LrGLP1转基因烟草T1代种子和植株对干旱、NaCl、镉胁迫及尖孢镰刀菌侵染的抗性都有所增强。胁迫处理诱使烟草叶片内SOD、过氧化物酶(peroxidase, POD)和OXO活性增加,且LrGLP1转基因烟草中这3种保护酶类的活性均显著高于野生型烟草。相应的,胁迫处理后转基因烟草叶片内H202水平和MDA含量也显著小于野生型烟草。以上结果表明,LrGLP1为一个新的岷江百合GLP基因,其表达受ET处理和尖孢镰刀菌侵染的诱导,编码的蛋白具有SOD和OXO活性。LrGLP1过表达可调控转基因烟草叶片内一些防卫相关基因的表达,提高转基因烟草的活性氧清除能力,并增强转基因烟草对干旱、NaCl和重金属镉胁迫以及尖孢镰刀菌侵染的抗性。因此,作为一个抗逆候选功能基因,LrGLP1可用于基因工程技术提高植物的抗逆能力。