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对于许多植物来说，线粒体在抵抗逆境胁迫中起重要作用。已经报道，线粒体是受低温影响的主要细胞器。在线粒体中，通过氧化磷酸化作用进行能量转换，为细胞的各项活动提供能量，线粒体是细胞的能量代谢中心，呼吸过程中产生的活性氧，能调节氧化还原电势、细胞氧化还原信号及基因表达。线粒体小分子热激蛋白是线粒体的主要热胁迫产物，细胞外的研究表明线粒体sHSP具有分子伴侣的作用，且在烟草中组成型表达番茄线粒体sHSP能提高烟草的抗热性。此外，番茄线粒体sHSP能够被冷诱导，已有实验证明叶绿体sHSP、内质网sHSP、细胞质sHSP与细胞的耐冷性有关，而线粒体sHSP是否也与植物的耐冷性有关还不清楚 本实验利用利用基因工程方法，将线粒体sHSP基因定向克隆于带有组成性表达启动子CaMV35S的植物表达载体pROKⅡ中，冻融法转化农杆菌LBA4404，利用叶圆盘法对番茄进行Ti质粒介导的遗传转化。提取转基因番茄基因组DNA，以NPTⅡ基因的一对引物对其进行PCR分析，初步表明线粒体sHSP基因已整合进番茄基因组中；Western杂交证实线粒体sHSP基因已在番茄体内组成型表达。对收获的转基因番茄T1代种子进行卡那霉素抗性筛选，结果发现，转基因番茄T1代种子发生分离，一部分具有抗性，生长正常；而另一部分则生长受限，表现出与野生型相同的症状。 对转基因番茄和对照进行低温处理（冬季，白天自然条件下2℃—15℃，夜间温室10℃—13℃），生长2周后，检测转基因番茄的各项指标，主要结果如下： 1) 电导率：低温处理2周后，转基因番茄的电导率明显低于对照，表明转基因番茄膜损伤小，抗冷能力强。 2) 叶绿素含量的测定：低温处理2周后，转基因苗叶片中chla，chlb含量及叶绿素总量明显高于对照，反应叶绿体中类囊体垛叠程度的chla／chlb比值也大于对照，可见冷害条件下转基因植株体内叶绿素的破坏程度小。 3) 光合作用：低温处理2周，测定植物光合作用的重要指标净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等结果显示转基因番茄的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均明显高于对照。说明转基因番茄的光合效率比未转基因植株的高。组成型表达线粒体小分子热激蛋白基因对番茄抗冷性的影响4)线粒体活性: 取低温处理的转基因及对照番茄的表皮，用侧沁山叨ine 123荧光发光剂染线粒体，在比ica DM[R显微镜下观察，发现转基因番茄表皮纤毛与气孔中线粒体活性均高于对照，表明低温对转基因番茄线粒体的损伤程度小。5)在低温处理下，转基因番茄与对照表型出现明显差别，对照叶片较黄，且随着处理时间的延长，自下往上叶片干枯脱落，3周后对照全部干枯死亡;而转基因叶片较绿，生长比较正常 以上各项指标的测定结果表明，组成型表达线粒体sHSP基因能明显提高番茄的抗冷胜。