本研究对已获得的转α-微管蛋白基因SoTUA的T2代甘蔗株系进行PCR扩增及测序，从检测阳性的转基因甘蔗中选6个转基因株系（T1、T2、T3、T4、T5、T6）与非转基因野生型甘蔗对照（WT）进行了低温胁迫（4℃）处理，在处理0、5、10 d测定甘蔗叶片丙二醛(MDA)和渗透调节物 (可溶性糖、可溶性蛋白)含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶(SOD)活性，并采用RT-qPCR法分析了低温处理下甘蔗叶片α-微管蛋白基因的表达情况。结果表明，在4℃低温处理下，6个转SoTUA基因甘蔗与WT中α-微管蛋白的转录因子表达量随着胁迫时间的延长上调表达，胁迫后5 d、10 d转基因株系的相对表达量始终高于WT甘蔗，低温处理10 d时转基因T1显著高于其他株系（P<0.05）。在低温胁迫下，甘蔗的MDA含量逐渐增高，而转基因甘蔗增幅显著低于WT甘蔗，10 d时转基因株系MDA的含量比WT低41.77%（P<0.05）；POD活性在不同株系之间变化趋势不同，但转基因甘蔗POD活性显著高于WT甘蔗（P<0.05）；转基因T1、T2、T4、T6株系的SOD活性随着胁迫天数增加呈现先增加后减少的趋势，而WT与转基因T3、T5的SOD活性逐渐升高；甘蔗的可溶性糖含量逐渐上升，转基因甘蔗的可溶性蛋白含量在0 d显著高于野生型甘蔗，胁迫后变化趋势在株系之间有所差异；转基因甘蔗SoTUA相对表达量与可溶性糖含量呈极显著的正相关性。利用隶属函数综合分析评价，抗寒性排序结果为T3>T2>T1>T5>T6>T4>WT。在低温胁迫下，转基因甘蔗SoTUA基因的上调表达能提高甘蔗的抗寒性，且具有遗传稳定性。