低温寒害是农林业生产中一种严重的自然灾害,全球每年因低温冷害造成的农作物损失高达数千亿元。利用转基因手段研究并提高植物抗寒能力,培育转基因抗寒植物,不仅具有重要的理论意义,而且具有潜在的应用价值。本实验对拟南芥进行低温诱导,根据AtCOR15a的ORF设计引物,利用RT-PCR方法克隆出该基因,大小为420bp,构建原核表达载体,旨在验证其蛋白表达量,并对蛋白条件进行优化,为进一步研究该基因理化性质奠定了基础。为了进一步验证该基因的功能特性,将AtCOR15a冷诱导基因转入烟草及棉花中,通过低温试验和生理指标测定,对它的基本特性进行了研究,均能提高转基因植株的抗寒能力,证实了该基因具有提高植物抗寒能力的特性。主要研究结果如下：1.构建pET28a-COR15a原核表达载体,将重组质粒转入BL21中,通过SDS-PAGE分析,结果显示AtCOR15a基因能够在大肠杆菌中高效表达,融合蛋白分子量约为19KD。发现在37℃时诱导效果较好,加入IPTG后诱导5 h蛋白表达量最大,而8 h后逐渐降低,IPTG浓度从0.2mmol/L-1.0mmol/L对蛋白的表达量影响不大,并没有明显差异。为进一步研究该基因的功能奠定了基础。2.设计含KpnⅠ和Sal I、BamH I和SalⅠ的两对正、反义特异性引物,分别对COR15a基因和植物表达载体pCAMBIA1301质粒进行双酶切,用T4DNA Ligase连接,构建植物表达载体pCAMBIA-COR15a。利用农杆菌介导法转化烟草,通过潮霉素抗性、PCR检测筛选阳性烟草。并对转基因烟草和野生型烟草进行低温处理实验及相关生理生化指标测定。结果显示转基因烟草的抗寒性比野生型烟草明显提高。3.为了进一步验证该基因在其它植物中是否具有抗寒功能,实验对田间棉花进行转基因,利用花粉管通道法,获得转基因植株。通过PCR检测筛选阳性植株,并对转基因棉花和非转基因棉花进行低温处理实验及相关生理生化指标测定。结果显示转基因棉花的抗寒性比非转基因棉花明显提高。