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高温是一种常见的非生物胁迫因子,严重的影响作物的生长和产量。利用现代生物技术提高植物的耐热性,对于减轻不良温度对植物的生长、发育和产量的影响具有重要的理论价值和生产实践意义。本研究以野生型、转35S::AtCBF3和d29A::AtCBF3三种马铃薯植株为实验材料,研究CBF3基因表达与高温逆境的相关性,探究AtCBF3转录因子提高马铃薯耐热性的生理和分子机制等。主要结果如下：(1)高温可以诱导转基因植株中AtCBF3的表达,并且发现在40℃胁迫1h时,叶中AtCBF3表达量最大。(2)高温胁迫导致净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的降低,尤其是Gs,其在高温结束后的24h内仍然在下降。但转基因马铃薯的Pn和Gs降低幅度低于野生型的。(3)在40℃处理4h后,转基因和野生型植株的O-J-I-P曲线有明显区别,其中,野生型马铃薯的WK和VJ明显高于转基因的。热胁迫时,野生型马铃薯叶片的DIo/RC, DIo/CSo、9D0和Mo显著高于转基因马铃薯,而PIABS明显低于转基因马铃薯。(4)正常条件下,转35S::AtCBF3植株(S1)的D1蛋白的含量明显高于WT和转rd29A::AtCBF3(R6)植株；高温处理后,各株系的D1蛋白含量皆下降,但转基因株系D1蛋白含量高于野生型；24h恢复后,与野生型相比,转基因马铃薯D1蛋白含量可以更快的恢复到未处理前的水平。(5)正常条件下,转基因和野生型马铃薯叶片中O2和H2O2的积累没有明显差别,但高温胁迫处理后,野生型马铃薯叶片中O2·-和H2O2的积累量明显高于转基因株系。并且胁迫消失后,转基因马铃薯叶片中的O2·-比野生型的能够更快的降低到未处理前水平。抗氧化酶活性的测定结果表明,胁迫下转基因马铃薯能维持更高的抗氧化酶活性。(6)受AtCBF3调控的下游八个基因(StGLDH, StGMPase、StDHARl、StDHAR2、 Staldolase、StsFBPase、StSPS和StADPase)的表达图谱是多样的,野生型和转基因植株的表达图谱具有明显的差异性。尤其是在热处理时,StGMPase、StDHAR1和StDHAR2在野生型中表达下调,但在转基因中表达上调。热胁迫下,这八个基因在转基因马铃薯中的表达量要高于野生型的,甚至在未处理和恢复时也存在这种趋势。(7)在正常条件下,野生型和转基因马铃薯中叶片中的HSP70的含量没有明显差别。热胁迫处理后,野生型马铃薯叶片中HSP70的积累量增加,但转基因马铃薯叶片中HSP70含量降低。并且在恢复时,R6中HSP70的积累量是高于S1和WT的。(8)R6植株经EGTA处理后,叶片中AtCBF3的表达量是低于对照,而经CaCl2处理后,叶片中AtCBF3的表达量提高。(9)相同生长条件下,转35S::AtCBF3马铃薯植株生长速度较慢；转基因和野生型马铃薯在叶片形状大小和根数量上有明显区别。以上结果表明,AtCBF3可能通过调控许多抗性基因的表达,加强可溶性物质的积累,提高光合性能和抗氧化能力,并减少和清除过多的ROS,以此来提高马铃薯的耐热性。但这种调节作用不依赖于HSP70的累积和修复功能,换言之,AtCBF3不调节HSP70所参与的调控途径。另外,高温诱导转基因植株中AtCBF3的表达,可能与细胞内钙离子浓度的增加有关。与野生型马铃薯相比,胁迫消失后,转基因植株能更好更快地恢复到正常状态。并且两种启动子调控的转基因马铃薯除了在生长形态上有差别外,在耐热性方面没有明显的差异。