温度是限制和决定植物地理分布的主要因子,也是影响植物生长发育和产量形成的重要限制因子。温度过高或过低所造成的热害或冷害,是一种危害农业生产的全球性自然灾害。植物受冷害现象尤为突出,几乎涉及所有的经济植物。一个世纪以来,植物冻害机理的研究受到世界各国学者的重视。在植物冻害的成因、植物在抗寒锻炼过程中的代谢途径、细胞结构(膜磷脂含量、膜脂脂肪酸不饱和度、细胞骨架的冷稳定性等)的变化,以及已经对农业生产产生良好的经济效益的水稻育秧抗寒剂的研制成功等诸方面都取得了很大进展。许多研究表明,植物要抵抗冰冻的危害,需要具备两个最基本的要素:一是避免细胞内结冰;二是细胞膜结构及核酸蛋白质等生命物质的低温稳定性。近年来,在植物温度逆境生理和逆境适应研究上取得了一定进展,并获得具有明显抗低温逆境的植物新品系(种),尤其在植物抗寒育种领域,已取得较大突破。但这种常规的抗寒育种周期较长、植物的温度适应范围窄小,与生产应用尚存在一定差距。随着植物基因工程的蓬勃发展,人们将常规抗寒植物育种途径与基因工程相结合,开创了植物抗寒基因工程育种的新途径,并成功地获得具有很好抗寒性的多种植物新品种,成为解决植物寒害问题的重要途径之一。本实验通过农杆菌介导的方法将新疆荒漠昆虫准噶尔小胸鳖甲(Microdera punctipennis dzungarica)的抗冻蛋白基因Mpafp149导入热带植物天绿香和驱蚊香草,以期通过植物基因工程的手段改变植物的抗寒性。通过对抗性植株进行分子检测和生理生化检测,进一步证实新疆荒漠昆虫准噶尔小胸鳖甲(Microdera punctipennis dzungarica)的抗冻蛋白基因Mpafp149的抗冻活性,为抗冻蛋白的实际应用奠定了理论基础。首先,建立了农杆菌介导天绿香的遗传转化体系,并对影响农杆菌转化频率的各种因素进行了研究。结果表明:农杆菌介导天绿香遗传转化的潮霉素最佳筛选浓度为8 mg/L,预培养时间2d,共培养时间2d,菌液浓度OD600为0.2～0.25,浸染时间为8min适宜天绿香不定芽的诱导,有利于天绿香转基因植株的获得。通过PCR检测,初步证明外源基因Mpafp149已整合到天绿香基因组中。在此基础上,本研究还成功地建立了驱蚊香草的遗传转化体系,驱蚊香草遗传转化的潮霉素最佳筛选浓度为8 mg/L,预培养时间3d,共培养时间2d,菌液浓度OD600为0.2～0.25,浸染时间为8min适宜驱蚊香草不定芽的诱导,有利于驱蚊香草转基因植株的获得。通过PCR,RT-PCR检测,初步证明外源基因Mpafp149已整合到驱蚊香草基因组中。通过测定转基因驱蚊香草和野生型驱蚊香草的电导率、丙二醛含量,并将数据进行生物统计学分析表明转基因驱蚊香草植株获得了一定的抗寒性。