本研究以高山冰缘植物中的高山离子芥(Chorispora bungeana Fisch et. Mey, Chorispora bungean)作为研究材料,克隆了高山离子芥细胞磷脂酶D基因,通过RT-PCR、Western-blotting等方法研究了磷脂酶D在高山离子芥抵御胁迫过程中的作用,探讨了高山冰缘植物胁迫适应性与磷脂酶D的关系,揭示磷脂酶D在植物抗逆反应中的生理生化和分子生物学机制。取得的主要研究结果如下：(1)克隆获得了高山离子芥细胞磷脂酶D基因(CbPLD),并分析预测了其结构组成,揭示了CbPLD的系统进化关系。结果显示：CbPLD cDNA全长2939bp,5’和3’端的非翻译区分别为70bp和39bp；含有一个完整的开放阅读框2712bp,编码903个氨基酸,蛋白质分子量约为100.5kDa,等电点为7.12。二级结构分析预测认为：CbPLD含有C2结构域、"IYIENQYF"结构域、以及磷脂酶D家族的活性结构域——两个HKD结构域；CbPLD预测蛋白序列包含26.14%α-螺旋(alpha helix),19.38%伸展链(extended strand),5.54%β-转角(beta turn),48.95%无规卷曲(random coil),其中α-螺旋和无规卷曲是CbPLD蛋白质中的主要二级结构域。从系统进化分析可以看出,CbPLD属于植物PLD beta亚型,在PLD beta亚型中,Chorispora bungeana和Arabidopsis PLD亲缘关系最接近,达到85%。(2)研究了高山离子芥磷脂酶D基因CbPLD表达的组织特异性以及不同胁迫处理(温度、ABA、盐、以及H2O2)条件下转录和蛋白水平的变化,从转录和蛋白水平揭示了CbPLD可以被多种环境胁迫诱导,它广泛参与了高山离子芥对逆境胁迫的响应。结果表明：CbPLD表达不具备组织特异性,它是植物的生长和发育的基础因子之一；低温胁迫条件下,在-4℃下处理时,CbPLD基因的转录水平逐渐增长,并且在处理6天时达到峰值,之后逐渐下降；在4℃处理下,CbPLD基因的转录水平迅速增长,并在处理1天达到峰值,并在之后保持较高的水平,处理12天后表达量降低；Western-blot反应,杂交得到了分子量约为100kDa的主要特异性条带,该条带的明亮度与胁迫处理之间存在相关性,CbPLD蛋白质水平变化趋势与CbPLD基因的转录水平基本一致,推测认为,转录水平的增加导致了蛋白水平的增加；其他胁迫(ABA、盐、H2O2以及热胁迫)处理均诱导了CbPLD的表达。(3)进行了高山离子芥细胞磷脂酶D响应冷冻胁迫的生化特性研究,阐明了高山离子芥细胞磷脂酶D响应冷冻胁迫的生化特性变化规律,揭示了磷脂酶D在高山离子芥特殊抗寒机制中的作用。结果显示：-4℃冷冻胁迫3天后,线粒体和微粒体膜结合态磷脂酶D酶活性显著增加,在6天时达到最高的酶活水平,之后逐渐下降。RT-PCR分析说明磷脂酶D基因转录水平变化与酶活性变化基本一致。冷冻胁迫下,线粒体和微粒体膜结合Ca2+含量均下降。酶动力学分析认为,线粒体和微粒体膜结合态磷脂酶D的活性遵从Michaelis-Menten酶动力学方程,冷冻胁迫分别引起线粒体和微粒体膜结合态磷脂酶D的Km和Vmax增加；酶活反应的最适pH和Ca2+含量发生了改变。(4)研究了冷冻胁迫条件下,高山离子芥细胞磷脂酶D参与生理生化代谢的调控作用,分析了高山离子芥细胞磷脂酶D与膜稳定性、渗透调节物质积累和抗氧化酶系的关系,揭示了高山离子芥细胞磷脂酶D响应冷冻胁迫的生理生化代谢机制。结果表明,磷脂酶D参与了膜稳定性调节、渗透调节物质的积累和抗氧化酶系中过氧化氢酶活性的调控,并且与激素ABA信号通路相关。