温度是制约植物生长及分布的重要生态因子之一,过低的温度会使植物受到伤害。而低温是导致我国北方许多地方农作物减产的重要因素。 胞嘧啶重复/脱水响应元件结合因子(C-repeat/dehydration responsive binding factor CBF)基因是上世纪发现的受低温胁迫正调控的基因。高等植物在低温胁迫下会发生低温伤害现象,引起植物死亡。当低温伤害发生的时候,CBF蛋白迅速被诱导表达,开始激活各种抗寒机制及抗冻蛋白的转录翻译,有效阻止了低温对植物的损伤。 播娘蒿(Descurainia sophia)分布范围广泛,适应性极强,极度耐寒,是抗寒研究中理想的材料。而苜蓿(Medicago sativa)营养价值高,可作为优良的牧草,但不耐受低温,提高苜蓿的抗寒能力有重要意义。本文在研究播娘蒿和紫花苜蓿低温胁迫生理特性的基础上,克隆得到了播娘蒿的CBF基因,这对于以后进行优质豆科牧草苜蓿的抗寒基因工程改造,扩大苜蓿的种植面积,充分利用和治理高寒地区的荒地有着极其重要的作用。取得的主要成果如下: 1.通过对低温胁迫下播娘蒿SOD、脯氨酸和电导率等生理生化指标的测定并与紫花苜蓿相比较,确定其抗寒生理特性,研究结果表明,随着4℃冷处理,叶片的SOD活性呈先上升后下降趋势,然后保持稳定;脯氨酸含量随冷处理时间呈增加趋势;在高于-5℃低温胁迫时,播娘蒿叶片的电导率呈缓慢增加,而低于-6℃时由于质膜受到损伤播娘蒿叶片电导率显著增加,表明播娘蒿可以耐受-5℃的低温。相对的,紫花苜蓿叶片在低于-4℃时叶片电导率急速上升,表明其只能耐受-3℃的低温,各项指标证明了播娘蒿拥有更高的抗寒性。