目前有报道称在菊芋(Helianthus tuberosus)中存在2个果聚糖水解酶，并且其中的一个酶已通过SDS-PAGE进行了蛋白纯化，但是迄今为止并没有相应的水解酶的cDNA序列被报道。本研究以菊芋品种南芋一号(NY-1)为试验材料，首次从菊芋中克隆到了2个果聚糖1-外切水解酶基因，分别命名为Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ。将Ht1-FEHs基因分别连接分泌表达载体pPICZαC后转化到毕赤酵母Pichia pastorisX-33中进行异源表达，对诱导得到的相应的重组蛋白进行酶学性质分析，从而初步确定该基因的功能。同时，对菊芋Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ基因在不同生长时期的不同组织或在不同胁迫处理，例如盐胁迫或干旱胁迫下的相对定量表达水平进行了分析，从而探讨该基因的表达模式。接着，根据胁迫下菊芋块茎中果聚糖代谢关键酶的活性变化及各糖分含量的变化来研究非生物胁迫处理下果聚糖代谢的调控机理。主要研究结果如下:　　1.利用已报道的菊苣和斑鸠菊的1-FEHs编码序列到菊芋EST数据库中进行比对拼接。根据拼接的结果，从菊芋中克隆得到了2个基因，其与菊苣的1-FEHⅠ和1-FEHⅡ具有较高的序列相似性，因此基因分别被命名为Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ。Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ的登录号分别为KJ946352和KJ946353。菊芋Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ的氨基酸序列中均含有三个保守基序NDPNG、RDP和EC，这是FEH家族的β-果糖苷酶活性的重要保守结构域。　　2.将克隆到的菊芋Ht1-FEHs基因成功转化毕赤酵母进行异源表达，诱导其产生重组蛋白，SDS-PAGE和LC-MS/MS结果显示得到的重组蛋白确实为重组的Ht1-FEHs。重组蛋白的功能分析结果表明2个Ht1-FEHs对β(2，1)型果聚糖具有很高的水解能力，而对蔗糖和β(2，6)型的果聚糖的水解能力很低或几乎没有水解活性。实验测得重组蛋白Ht1-FEHⅠ和Ht1-FEHⅡ的最适反应pH为6.0，最适反应温度为35℃。跟其它植物的FEHs相似，菊芋重组蛋白Ht1-FEHs的酶活受蔗糖强烈抑制。　　3.在菊芋全生育期内，实时荧光定量PCR分析表明在生长期的叶和茎中的Ht1-FEHⅠ的转录水平有所上升，而Ht1-FEHⅡ在块茎萌发期的块茎中的转录水平最高。Ht1-FEHⅠ和Ⅱ的转录水平在NaCl处理的菊芋茎中均显著增加。盐处理也会诱导Ht1-FEHs在菊芋块茎中的转录，而PEG处理轻微地抑制了Ht1-FEHⅡ在块茎中的表达，这暗示了2个菊芋Ht1-FEHs可能发挥着不同的功能。　　4.通过HPLC对菊芋块茎中果聚糖代谢相关酶的酶活和糖分含量分析结果显示，在NaCl和PEG处理下，1-FEHs的酶活有所升高，而果糖含量却有所下降。鉴于FEH酶能够水解果聚糖生成果糖，对这一现象可能的解释是1-FEH酶活力与果聚糖动力学变化存在不一致性，其原因本文做了初步探讨。