兴安落叶松(Larix gmelinii)是松科落叶松属的落叶乔木,在我国东北、内蒙古林区以及华北、西南的高山针叶林树种中占据了很大的比例,同时也是东北地区重要的针叶用材林树种。作为一个寒温带及温带树种,兴安落叶松的水平分布范围广泛,垂直分布达到森林分布的上限,冬季在零下50℃的低温条件下仍然可以安全越冬。作为最耐寒的针叶树种,兴安落叶松应该存在独特的抗寒机制,蕴藏着珍贵的抗冻基因资源。因此,开发兴安落叶松的抗寒基因资源,解明其抗寒分子机制具有重要的意义。几丁质酶是一种植物抗逆相关蛋白,在植物防御系统中占有一定比例,特别是在植物抵御病害及低温的过程中发挥着重要的作用。几丁质酶在正常情况下表达量较低,而在低温、干早、盐胁迫等不利因素的诱导下表达量会增高。本研究通过RT-PCR和RACE技术克隆了兴安落叶松几丁质酶基因(Lgchia)的全长cDNA序列991bp,其包含一个813bp的开放阅读框、36bp的5’非编码区和143bp的3’非编码区。该基因编码270个氨基酸的蛋白质,分子量为80.1kDa,理论等电点为5.07。通过在线软件对其编码的蛋白质进行了分析：二级结构预测显不,Lgchia的二级结构以Random coil为主,Extend strand和Alpha helix为辅；亚细胞定位预测显示,Lgchia基因可能编码一种分泌蛋白,存在于细胞质中；蛋白质跨膜结构域预测表明,Lgchia的N端含有一个跨膜结构,显示Lgchia可能是膜结合蛋白；功能结构域分析表明,Lgchia属于糖苷水解酶19家族的几丁质酶；系统进化分析结果显示,兴安落叶松的几丁质酶基因与花旗松的几丁质酶基因的亲缘关系较为相近。利用半定量RT-PCR的方法对该基因的表达特性进行调查的结果显示：Lgchia在兴安落叶松幼苗的根、茎和针叶中均有表达,在茎中的表达量最高,根中的表达量最低；低温、盐(NaCl)和PEG-模拟干旱胁迫处理条件下,Lgchia的表达量均有明显提高；在15%PEG处理下表达量变化幅度较小,在4℃低温处理条件下表达量变化较为明显。在4℃低温处理1-24h的过程中,处理1-6h时Lgchia表达量明显提高,处理12h时表达量有轻微下降,处理24h时表达量下降较明显,但处理后的表达量均高于对照,显示该基因在兴安落叶松抵御低温胁迫中发挥重要作用。该研究成果为进一步分析该基因的功能、表达调控机理及兴安落叶松的抗寒分子机制奠定了基础,同时也为利用兴安落叶松的几丁质酶基因进行农作物及林木的抗寒性遗传改良提供了有价值的候选基因。