生活在南极海域的Notothenioid鱼类是地球上已知最耐寒的鱼类之一，在漫长的进化过程中，它们适应了南极海域的极端低温环境。通过比较南极鱼类和非南极鱼类之间转录组和基因组的差别，发现南极鱼类的CaM表达量上调了0.23％。　　为了阐述南极鱼钙调素基因在植物耐寒方面的功能，本研究从南极鱼Dissostichus mawsoni的cDNA文库中克隆出钙调素基因CaM以及只有N端结构域的CaM(以下称CaMm)，然后分别将这两个基因克隆到烟草表达载体pCAPE2和拟南芥超表达载体pHQSN上。同时我们将转基因烟草和GFP对照组烟草进行4℃和0℃的低温处理，通过观察烟草的表型以及测定烟草的叶绿素荧光参数和多种生理指标来检测烟草受逆境损害的程度。另外，采用农杆菌侵染拟南芥花序的转化方法分别将南极鱼基因CaM和CaMm转入拟南芥中获得了T2代超表达植株。主要结果如下：　　经RT-PCR的检测，证实外源基因通过pEBV-VIGS病毒侵染系统可以在烟草组织中过量表达。　　4℃和0℃低温分别处理后，转基因烟草的叶绿素荧光光化学效率明显高于GFP对照组烟草；0℃低温处理后的转基因烟草的膜渗漏率及MDA含量均低于GFP对照组烟草，而两个转基因烟草之间没有明显差异。另外转基因烟草可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量也高于GFP对照组烟草，但转CaM基因烟草与转CaMm基因的烟草之间无显著差异，结果显示CaM基因与CaMm基因都能提高提高烟草的抗寒性，并且CaM基因与CaMm基因具有相同的耐寒效果。推测CaM蛋白发挥耐寒作用的地方不在C端，有可能在N端结构域。