植物的生长遭受着自然环境下一些环境胁迫的影响,其中主要包括寒冷、低温、高盐和干旱。植物通过信号转导、感知胁迫、激活特异基因表达等一些自身复杂的分子机制来适应环境胁迫对其造成的影响。在低温胁迫下,冷应答相关基因的转录起始点被作为分子开关的冷诱导启动子进行调节,从而使植物对于冷刺激的适应力增强。目前关于启动子结构功能的研究还很少。本研究以抗寒植物新疆沙冬青作为试验材料,通过使用染色体步移技术来克隆甘油三磷酸酰基转移酶基因(GPAT)的启动子序列,并对其功能进行研究。主要的实验成果如下:1.通过实时荧光定量(q PCR)法进行了GPAT基因在低温以及外源ABA处理下不同时间的表达量变化,新疆沙冬青GPAT基因在低温处理下根、茎组织中表达量的变化是基本一致的,在48 h之前呈现下降趋势,之后上升,在叶中表达量24 h之前是上升的趋势,在24小时之后是下降的趋势,三个组织的表达量变化均高于对照,但是表达量的变化不明显。新疆沙冬青GPAT基因在ABA处理下,根、茎、叶组织的表达量均呈现出明显上升然后下降的趋势,在根、茎中48 h时表达量变化达到最高值,分别是对照的23倍、29倍,在叶组织中24 h时表达量变化达到最高值,是对照的42倍,综上所述,ABA诱导了GPAT基因表达量的上升。2.在对新疆沙冬青GPAT的研究中,利用染色体步移技术克隆了GPAT的启动子区域,并得到了ATG上游1695bp的序列片段,通过DNAMAN软件对其序列与原序列进行比对,除了起始100bp之外,没有重复的序列,与数据库中进行比对,也没有同源性的序列,证明得到的启动子序列是首次克隆出的,命名为GPATp1。3.利用植物启动子预测数据库PLACE和Plant CARE对GPAT基因启动子GPATp1序列中也许存在的顺式作用元件进行预测分析。然后发现,TATA-box、CAAT-box这两个保守的以及其它的上游顺式作用元件,包括ABA应答元件ABRE、冷应答元件MYB/MYC和光应答元件G-box以及一些可以增强转录水平的元件等都存在于启动子区域中。4.利用染色体步移技术克隆得到了GPAT基因启动子ATG上游片段,命名为GPATp1。并构建了缺失启动子区域片段的载体,分别命名为GPATp1-1、GPATp1-2、GPATp1-3、GPATp1-4。对启动子四条不同长度的缺失片段GUS融合载体,利用农杆菌介导的瞬时转化烟草叶片实验,侵染后烟草植株进行低温和低温下ABA处理,四个启动子的缺失片段在低温下不具有启动子活性,在低温和低温ABA处理下,构建载体后的缺失片段长度越长,启动子活性越强。