播娘蒿CBF和COR抗寒基因网络在油菜中的重构

低温损害是影响我国农产品产量和质量安全的重要气象灾害。开展植物抗寒机制研究对提高作物抗寒性能，保障我国粮食生产和其他农产品的质量安全具有重要意义。播娘蒿（Descurania sophia L.）是一种极具耐寒的十字花科植物.本研究通过将播娘蒿抗寒基因CBF和COR基因转入油菜，实现播娘蒿抗寒基因调节网络在油菜中的重构。分别将采用冷诱导基因COR15a启动子和组成型CaMV35S启动子进行驱动的CBF和COR基因转入油菜（Brassica napus），测定转基因油菜的各项抗寒生理指标与生长状况，比较诱导型抗寒基因调节网络与组成型抗寒基因网络对作物抗寒性能和生长性能的影响。本研究为深入研究播娘蒿抗寒机制奠定基础，同时对于重要粮食作物和经济作物的抗寒性能提高，实现作物的增产增收和扩大播种面积具有重要学术意义和经济价值。

本研究目的通过将耐寒植物播娘蒿的抗寒基因网络在农作物油菜中实现重构从而达到提高油菜抗寒性能。利用基因组步行文库的方法克隆播娘蒿DsCor基因启动子片段，命名为DsCorPro。通过顺序突变及瞬时表达实验确定启动子缺失片段-596/+85的转录效率较高。在确定启动子中不同数量CRT/DRE调控元件对基因表达的影响的研究中发现，启动子中的CRT/DRE二聚体能提高启动效率30.1%，四聚体能提高启动效率12.3%。通过northern测定，植株CBF基因的极限诱导温度为14℃，转基因植株中DsCBF基因的极限诱导温度为10℃，明显低于植株的极限温度，从而体现了转基因植株具有优良的耐寒性。转基因植株DsCOR基因的临界诱导温度为8℃，明显低于植株的临界温度（14℃），从而体现了转基因植株优良的耐寒性。通过对转基因植株和野生型冷胁迫的相对电导率、MDA含量、SOD酶活性和POD酶活性物抗寒性指标测定，检测植株的抗寒性强弱顺序为：阳性苗>野生型。结果表明DsCOR基因及其产物能通过影响抗氧化酶系的活力来提高转基因植株抵抗低温逆境的能力。