低温是影响植物生长发育的主要环境因素,也是降低牧草产量和品质的主要逆境之一。黄花苜蓿（Medicago falcata L.）具有抗寒、抗旱等特性,紫花苜蓿（Medicago sativa L.）具有营养丰富、产量高等优点,素有“牧草之王”的美誉,截型苜蓿（Medicago truncatula）是豆科的模式植物之一,已经完成全基因组测序。本研究对Mf SRP54、Ms Rab D2a、MtARF37和MtARF38等4个基因的功能进行初步分析,为深入揭示苜蓿抗寒分子机理奠定基础,为培育苜蓿抗寒新品种提供一定理论支持。从黄花苜蓿中克隆了MfSRP54,cDNA序列全长1722 bp,ORF 1662 bp,编码553个氨基酸。以低温处理0～96 h的叶片RNA为模板,并选取常温条件1个光周期内对应时间点作为对照,采用实时荧光定量PCR检测基因的相对表达量。结果显示,低温处理12 h后,Mf SRP54基因的表达量显著升高,表明Mf SRP54的表达受低温诱导表达上调。构建Mf SRP54过表达载体及干涉载体,通过农杆菌介导转化紫花苜蓿,得到3株过表达转基因阳性植株,转基因干涉植株目前处于生根阶段。采用定量PCR检测过表达转基因植株的表达量进行分析,结果显示转基因植株的表达量显著高于野生型。选取表达量明显提高的株系1及株系2进行抗寒性检测,结果表明无论在驯化前还是驯化后,转基因植株的半致死温度均显著低于野生型,表明过表达Mf SRP54提高转基因紫花苜蓿的抗寒性。转基因干涉植株目前处于生根阶段,暂不能用于功能分析。从紫花苜蓿中克隆了MsRab D2a,cDNA序列全长1069 bp,ORF 612 bp,编码203个氨基酸,GC含量为41.83%,理论等电点p I为4.962。以低温处理0～96h的叶片RNA为模板,并选取常温条件1个光周期内对应时间点作为对照,采用实时荧光定量PCR检测基因的相对表达量。结果显示,当低温处理12h后,Ms Rab D2a基因的表达量显著升高,表明Ms Rab D2a的表达受低温诱导表达上调。为分析该基因的功能,构建了Ms Rab D2a过表达载体及干涉载体,通过农杆菌介导转化紫花苜蓿。目前过表达及干涉转基因植株目前处于生根阶段,有待进一步研究。MtARF37是从截型苜蓿中克隆得到的,cDNA全长2700 bp,启动子2500 bp。进化树分析表明,拟南芥中与MtARF37相似性最高的At ARF6。mtarf37突变体编号NF17750鉴定到纯合株系34株,NF16996及NF7321均未鉴定到纯合株系,对mtarf37突变体的表型观察发现NF17750生长状况与R108无差异,但是NF16996株高明显高于野生型R108;对突变体的半致死温度进行测定,结果表明突变体半致死温度在低温驯化前后明显低于野生型,表明突变体具有更强的抗寒性。MtARF38是从截型苜蓿中克隆得到的,cDNA全长2500 bp,启动子1800 bp。mtarf38突变体NF6366鉴定得到杂合株系18株,NF6376未鉴定到纯合株系,对突变体表型观察发现mtarf38突变体NF6366与野生型株高没有明显差异,叶片较野生型大,叶缘较宽;对突变体半致死温度进行测定,结果表明突变体NF6366的半致死温度在低温驯化后明显低于野生型,表明mtarf38突变体具有更强的抗寒性。进化树分析表明,与拟南芥中ARF相似性最高的At ARF2,atarf2突变体与野生型相比,株高较高且抽薹数少,莲座叶大且颜色深,果荚较大,开花较野生型晚,种子较大。