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温度是影响植物生长发育和分布的重要因素之一,而低温与高温相比,影响范围更广,危害程度更深。对于低温对植物造成的伤害类型划分也较多较复杂,一般来说有冻害、寒害、冷害和霜冻等。许多植物在接受短期的非致死低温胁迫后,会通过自身基因表达的调节而获得一定的耐低温能力,这种现象称为冷驯化,这也说明了植物抗寒性研究具有很大的提升空间和可行性。传统的作物育种一般侧重于抗旱,耐盐碱和抗病等,一般的抗寒育种方法取得的成果也是非常有限的,但是随着分子生物学理论和转基因技术的快速发展,对于低温逆境下植物受到伤害的生理生化、信号通路、特别是低温驯化的激活和调节机制的分子水平研究的深入为农艺植物抗寒育种提供了理论基础。新疆因其地理环境的复杂性,温度差异大,拥有很多适应低温逆境的特色生物资源,早春短命植物就是其中的典型代表。这类植物早春萌发,此时冰雪刚刚消融,甚至还会出现霜冻或下雪天气,其较好的耐寒机制已引起了关注和研究。绵果荠和卷果涩荠属于早春短命植物十字花科,CBF转录因子是植物应对冷胁迫产生的一类重要的调节因子,它可以诱导一系列的抗冷基因的表达而提高植物的抗寒性。本研究成果如下: 1.将两个命名为LlCBF和MsCBF基因进行了原核表达,并对其原核表达体系作了优化,发现LlCBF蛋白在30℃、IPTG浓度1mmol·L-1、20h表达量达到最大,MsCBF蛋白在30℃、IPTG浓度2mmol·L-1、20h达到最大表达量;LlCBF蛋白和MsCBF蛋白均为包涵体。 2.通过酵母单杂交对两个CBF基因的转录激活活性进行了分析,结果表明,该转录因子具有转录激活活性。 3.将CBF基因构建到植物表达载体pCAMBIA1304中,利用了农杆菌介导的方法转化模式植物烟草,通过PCR鉴定筛选阳性植株,通过对与抗寒相关的生理生化指标测定的方法分析转MsCBF基因烟草的抗寒性,结果显示转MsCBF基因烟草抗寒性高于对照组,初步证明了MsCBF基因的过量表达提高了植株对冷胁迫的耐受性。