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温度是植物生长过程中的一个重要外界影响因素,低温寒害是影响作物的种植、产量的一个重要环境因子。随着基因工程技术的发展成熟,目前通过转基因手段提高植物的抗寒能力从而提高作物产量已经成为一个重要的研究课题和发展热点。CBF抗冻途径是一个在植物中广泛存在的冷响应抗逆途径,CBF转录因子可以激活下游的多个抗冻相关基因从而提高植物的抗寒能力,其中最主要的功能基因是COR基因,此外,上游的转录因子基因ICE也在CBF的激活中起重要作用,这些CBF途径相关基因的转基因实验均表明过量表达下能够显著提高植株的抗寒能力。荠菜作为一种耐冷植物,其CBF途径相关基因已经有了许多研究,其中,CbICE53在低温下激活CbCBF的表达,从而启动CBF途径的转录调控,过表达CbICE53和CbCBF的烟草植株在4℃和-4℃均能提高植物寒冻抗性。但是过表达CbCBF的转基因烟草表现出生长迟缓矮化,而RD29A启动子和本实验室克隆的CbCOR15bP作为冷诱导启动子有可能改善这一现象。CbRCI35是一个过氧化酶基因,也可能参与植物冷适应过程中活性氧成分的积累调控过程。本研究中通过同尾酶法将CbCBF、CbICE53、CbRCI35以及CbCOR15bP进行结合,构建了CbCOR15bP::CbICE53、CbCOR15bP::CbICE53+pCaMV35S::CbCBF、 CbCOR15bP::CbICE53+pCaMV35S::CbCBF+pCaMV35S::CbRCI35三个多价植物表达载体进行烟草的共转化,通过形态观察以及电解质渗透率和相对水含量这两个生理指标的测定分析转基因植株在低温下的抗寒冻能力。结果表明在转二价和三价载体的转基因植株中,相比野生型均能够获得明显的抗冻能力的提高,在4。C和-4℃低温处理情况下,多基因共转化的转基因植株在电解质渗透率和相对水含量方面几乎没有发生特别大幅度的变化,与野生型和空载对照之间的差异非常明显。这一实验结果也表明在抗冻转基因工程中,通过同尾酶法构建多价植物表达载体进行多基因共转化可以为更加快捷有效的整合不同功能基因提供一种方法,同样为更好的筛选优良的转基因品种株系提供一种备选方案,具有一定的实际应用意义。减数分裂在真核生物的有性繁殖过程中扮演着重要的角色,减数分裂过程中染色体复制一次,细胞分裂两次,保证了子代染色体的完整性与稳定性,而染色体重组的发生又使物种呈现更丰富的多样性。在植物减数分裂过程中,配对、联会、重组是几个重要的过程,目前关于这几个过程已经有了一定的认识,但是详细的分子机制还没有完全阐明,需要更进一步的研究。减数分裂中同源染色体重组是一个十分复杂但是非常关键的过程,对于遗传多样性的保持有重要意义。根据双链断裂模型,染色体在形成DNA双链断裂后,DNA切口经过修复功能蛋白复合体修复,3’单链末端入侵同源染色体并以同源序列为模板进行修复,在形成Holliday重组中间体后,形成遗传交换或者非交换。植物的MSH基因家族在减数分裂的重组和错配修复过程中发挥重要作用,通过形成不同的异源二聚体来行使染色体错配的识别和修复,对保证染色体的稳定和重组有重要作用。本研究通过对拟南芥AtMSH2和AtMSH3两个基因的突变体Atmsh2-2 （SALK002708）以及Atmsh3-1（SALK098944C）进行形态学观察、基因表达谱分析、多基因突变体的杂交构建以及突变体重组频率和花粉育性的统计分析,对AtMSH2和AtMSH3基因在减数分裂重组中的作用进行了初步的探索。结果表明与野生型植株相比,Atmsh2-2和Atmsh3-1单基因突变体中,未发现明显的生长缺陷,植株生长形态和育性均正常,亚历山大红花药染色观察同样表明花粉粒的数量和活性没有出现明显降低。通过基因的组织特异性表达谱研究发现AtMSH2和AtMSH3都特异的在花和果荚等生殖相关组织中表现出更高的转录水平,可能与在这些过程中这两个基因特异的发挥功能有关。通过分析突变体中同家族MSH基因的表达水平,Atmsh2-2突变体中AtMSH3和AtMSH7的表达出现明显下降,而AtMSH6不受影响,类似的,在Atmsh3-1突变体中AtMSH2和AtMSH7的表达水平明显降低,AtMSH6同样没有明显变化,这四个错配修复相关基因之间更加详细的相互作用机制和模式还需要更加深入的探索。通过杂交的手段将Atmsh2-2和Atmsh3-1与其它减数分裂重组相关基因如AtPTD、 AtMSH4、AtMUS81的突变体进行组合构建双突变体和多突变体,为后续的研究奠定了材料的基础。最后,通过运用花粉荧光四分体报告系统分析Atmsh3-1和野生型的植株在减数分裂重组过程中的重组频率以及整体育性,Atmsh3-1和野生型植株之间没有出现显著性的差异,说明AtMSH3基因的突变对减数分裂重组等过程暂时没有检测到异常影响,而AtMSH3与其它错配修复基因的多突变体中是否会对植物生长造成异常,则需等待多突变体材料的分析研究后作更深入的研究。