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植物线粒体除了细胞色素呼吸途径（cytochrome pathway,CP）外还具有一条交替呼吸途径（alternative pathway,AP）,其末端氧化酶为交替氧化酶（alternative oxidase,AOX）,由核基因组编码。在拟南芥（Arabidopsis thaliana）AOX家族基因中有5个同源基因,分别为AOX1a、AOX1b、AOX1c、AOX1d和AOX2。目前对于AOX家族基因功能的研究,主要集中在AOX1a在植物抗逆性中的作用。为了深入研究AOX家族基因在拟南芥生长发育过程中的作用,本研究首先筛选鉴定了AOX家族基因相关功能缺失突变体。并且以拟南芥野生型（Columbia,Col-0）为材料,设计引物克隆得到拟南芥AOX1a和AOX2基因,并构建了AOX相关超表达体。在此基础上,研究了外源ABA存在时,AOX2在种子萌发过程中的作用。主要研究结果如下:1.对从Arabidopisis Biological Resource Center（ABRC）购买的拟南芥AOX家族基因的T-DNA突变体种子（aox1a:SALK084897,aox1c:CS804611,aox2:CS766955）进行T-DNA插入突变体的插入位点分析,并进行DNA和RNA水平的鉴定,获得突变体纯合体植株。2.提取野生型Col-0拟南芥幼苗总RNA后反转录得到cDNA。利用高保真酶,通过PCR扩增出AOX家族基因:AOX1a（1065 bp）和AOX2（1062 bp）。将目的基因连接到p-Blunt载体上,测序检测序列正确性。将测序正确的AOX1a和AOX2目的基因的PCR产物克隆到入门载体Entry Vector上,对产物进行测序鉴定。3.基于Gateway技术构建拟南芥AOX1a和AOX2目的基因的表达载体pGWB2。并对重组载体的基因进行测序鉴定,之后转化农杆菌。4.通过农杆菌浸染拟南芥花序获得AOX1a和AOX2的转基因植株,经抗生素Hyg抗性筛选与qRT-PCR鉴定,筛选到AOX1a和AOX2的超表达植株。5.通过种子萌发实验结果表明:萌发2 d后,Col-0、aox2和两个AOX2过表达系OE#1和OE#4的种子在MS上的萌发率分别为94%,80%,100%和96%;而当外源添加1.0μM ABA后,与对照相比,Col-0、aox2、OE#1和OE#4的种子萌发率分别为降为60%、46%、86%和72%。说明在ABA处理条件下,与Col-0相比,突变体植株对ABA的敏感性升高,而超表达植株对ABA的敏感性下降。6.外源添加不同浓度的ABA,Col-0、aox2和OE#1和OE#4的种子在暗处萌发5 d,将完全萌发的幼苗移至光下2 d,发现在正常MS培养基上,Col-0、aox2、OE#1和OE#4的子叶转绿率均达到100%;而当外源ABA的浓度增加为1.0μM时,子叶转绿率明显下降,OE#1和OE#4分别为70%、68%,Col-0、aox2分别降到只有42%、34%。7.外源添加1.0μM GA3,萌发1 d后,Col-0、OE#1和OE#4的萌发率均分别达到74%、78%和76%,而aox2的萌发率也达到54%;而在MS培养基上,萌发1 d后,Col-0、aox2、OE#1和OE#4植株种子萌发率分别为44%、36%、74%和56%。而在1.0μM ABA基础上添加1.0μM GA3后,Col-0、aox2、OE#1和OE#4的萌发率分别为56%、44%、72%和66%,相比于单独添加1.0μM ABA,种子萌发率分别提高了4%、2%、14%和7%。说明添加GA3后明显减缓ABA对种子萌发的抑制作用。8.基因表达分析结果显示AOX2并没有影响ABI5、NCED6和RAB18的表达;而AOX2的突变上调了种子中ABI3、ABI4、RD29A、RAB18、NCED3、NCED5和MYC2的表达,相反的,AOX2的过表达降低ABA信号相关基因的表达。