在漫长的进化过程中，生活在南极海域的Lycodichthys dearborni鱼类，为了适应南极海域的极端低温环境形成了一系列的适应性策略，三型抗冻蛋白(AFPⅢ)的合成就是其中的一种。AFPⅢ是一种球型蛋白，有五个(Gln9，Asn14，Thr15，Thr18，Gln44)主要的保守亲水残基组成了一个冰晶结合平面，这一平面可能与水分子形成氢键而抑制冰晶的生长。对于提高一些重要经济动植物物种的耐寒能力来说，转基因表达AFP不为是一种可行的技术手段。　　 为了阐述AFPⅢ多聚化对植物耐寒性的影响，本研究从南极鱼Lycodichthysdearborni的多聚三型抗冻蛋白基因LD12 CDNA中克隆得到AFPⅢ的单体(LD1)，二聚体(LD2)，三聚体(LD3)和四聚体(LD4)。采用豌豆早褐病毒(peaearly browning virus，pEBV)侵染技术和农杆菌花序侵染技术分别将目的基因转入到烟草和拟南芥植物中，并运用RT-PCR和Western blot验证，结果表明本实验得到各基因瞬时表达的烟草植株和稳定表达的拟南芥植株。通过对转基因烟草进行低温处理以及相关生理指标的测定发现:将4周大小的幼苗4℃处理30天后，转LD1，LD2，LD3和LD4烟草积累的脯氨酸大约是对照组的1.36，2.21，2.06，2.26倍，而转基因烟草的电解质渗透率和丙二醛(MDA)含量都得到不同程度上减少，同时转LD2，LD3和LD4基因烟草的叶绿素荧光光化学效率(Fv/Fm)明显高于转LD1和对照组烟草;结果显示转基因烟草的耐寒能力与AFPⅢ结构域的数量存在一定的相关系，也就是说转LD4烟草的耐寒能力最强而其他三个基因之间存在LD3＞LD2＞LD1的关系，但有意思的是LD3和LD4基因赋予烟草相似的耐寒能力。　　 植物的抗寒性是由多个不同基因控制的，因此为了筛选到抗冻活性强的基因组合，本实验中将两个已被证实的南极鱼抗冻基因(LD4)和耐寒相关基因(CaM或CaMm)利用2A多肽串联连接在pCAPE2载体上同时转入烟草。初步的结果显示0℃处理20天后，通过植物表型，电解质渗透率和MDA的测定可以看出转LD4-2A-CaM和LD4-2A-CaMm烟草的耐寒能力明显强于GFP对照组，但与转LD4和CaM相比没有明显差异，但是0℃处理29天后，LD4-2A-CaM和LD4-2A-CaMm烟草的耐寒能力明显强于CaM，但与转LD4烟草相比没有明显差异。