非生物胁迫是影响植物生长发育的重要环境因素之一,其中低温胁迫造成植物不同程度的伤害甚至死亡,是影响最为严重的非生物胁迫之一。植物在响应低温胁迫过程中形成了一套专门的防御机制,其中包括诸多低温响应基因的参与及调控,从而使植物能够快速识别温度变化,并通过信号传导调节植物生长发育,以抵制不良环境造成的伤害。本研究以高山冰缘植物的典型代表高山离子芥的CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因为研究对象,利用转基因和病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术研究了这三种基因的功能,分析了它们在低温胁迫下的响应特征。研究结果如下:(1)构建了高山离子芥CbPLDδ基因的植物表达载体pBI-PLDδ,通过农杆菌介导的叶盘法将重组载体转入烟草。以载体质粒DNA为阳性对照,野生型植株为阴性对照,利用PCR技术对再生植株进行鉴定,检测结果表明,再生植株中扩增出了与阳性对照大小相同的条带,将目的条带回收、测序、比对后的结果表明,高山离子芥的CbPLDδ基因已成功整合到烟草基因组中。(2)构建了高山离子芥CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因的烟草脆裂病毒载体TRV-CbPLDα、TRV-CbPLDβ、TRV-CbPLDδ,通过农杆菌介导的注射法,将重组病毒载体导入相应的转基因烟草,并利用RT-PCR技术检测了三种转基因烟草中CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因的沉默率,筛选出了沉默率最高的三株烟草TRV-CbPLDα1、TRV-CbPLDβ3、TRV-CbPLDδ2。(3)研究了4℃低温胁迫下三种转基因烟草中CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因的表达水平,结果表明:三种转基因烟草中CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因的表达均受到低温的诱导,且随着胁迫时间的延长,烟草中CbPLDβ基因的表达要滞后于CbPLDα和CbPLDδ基因的表达。(4)研究了4℃低温胁迫下,3种转基因烟草与3种TRV-CbPLD基因沉默烟草参与生理生化代谢的调控作用,分析了CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ与膜稳定性、渗透调节物质积累和抗氧化酶系的关系。结果表明,高山离子芥CbPLDα、CbPLDβ、CbPLDδ基因参与了膜稳定性调节、渗透调节物质的积累和抗氧化酶系的调控,为提高植物抗冻性研究及应用提供了新的基因资源。