低温胁迫是影响植物生长和发育的重要非生物因素。羊草作为禾本科多年生牧草，不仅耐旱、耐盐碱，而且耐极端低温。本研究基于实验室454高通量测序数据，从中选择低温特异响应的contigs，采用RACE方法克隆得到一个功能未知新基因的cDNA全长，命名为LcFIN1(Leymus chinensis Freezing-Inducible1)，对该基因的功能进行了系统研究，获得如下主要结果:　　1.羊草新基因LcFIN1的克隆与生物信息学分析:从454高通量测序结果中对低温特异响应的2979个unigenes中筛选出十多个差异上调表达的contigs。半定量PCR结果显示其中的3个contigs确是在低温处理材料中大量表达，并利用RACE方法获得了其中一个差异表达显著的contig的cDNA全长，命名为LcFIN1。LcFIN1全长967bp，包含一个597bp的开放读码框，编码由198个氨基酸构成的蛋白。生物信息学分析表明，在蛋白的氨基酸链的C端存在一DUF761结构域，而在N端则预测存在一个信号肽和两个跨膜螺旋，其中第一个跨膜螺旋所占氨基酸位置与信号肽重叠。BLASTx序列比对分析显示，LcFIN1在双子叶植物和单子叶植物中都存在同源序列，其中，LcFIN1与单子叶植物如节节麦、乌拉尔图小麦和大麦中同系物的同源性分别为87％、81％和72％，而在双子叶植物中的同源性则低很多。　　2.羊草新基因LcFIN1的生物学功能验证:定量PCR分析结果表明，LcFIN1在低温处理下被大量诱导表达，且随时间变化的表达趋势与小麦中同源基因的表达趋势几乎同步;LcFIN1在羊草的各个组织中都有表达，且不论低温处理与否都是叶片中的表达量最高;LcFIN1的表达受盐、干旱和ABA的影响并不明显。为了研究LcFIN1在抵抗非生物胁迫中的作用，本研究通过农杆菌介导的植物转化产生了过表达LcFIN1的转基因拟南芥。与野生型拟南芥相比，转基因拟南芥表现出在低温环境中发芽率、胚轴伸长、存活率、生物量、叶片叶绿素含量、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶活性的提高，同时离子渗透率、叶片失水率和丙二醛含量降低。　　3.羊草新基因LcFIN1的分子机理研究:研究结果显示，LcFIN1定位于细胞核中并具有转录激活特性。凝胶阻滞实验结果显示，LcCBF1能与LcFIN1的启动子区序列在体外进行结合。此外，通过对转基因和野生型拟南芥进行低温处理前后的表达谱测序数据显示，LcFIN1的过表达能引发很多编码胁迫相关蛋白和抗氧化酶基因的表达量发生改变。值得一提的是，测序结果中很多上调表达的差异基因分析其启动子区均存在CRT/DRT元件，从而推测LcFIN1在冷胁迫中响应所起作用可能是通过影响CBF途径中相关基因的表达来实现。　　综上所述，本研究从羊草中克隆得到一个低温响应的未知功能基因。该基因表达受冷胁迫诱导。过表达LcFIN1的转基因拟南芥表现出抗低温能力的增强。低温环境下，转基因植物较野生型中一些冷响应基因和亲水的冷胁迫相关基因的表达量明显升高。对LcFIN1功能的研究有助于解析羊草适应极端低温环境的机理，同时也为农业和畜牧业育种中培育抗低温胁迫的农作物和牧草提供一个有价值的基因资源。