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地被菊作为东北地区重要的观赏花卉,同时具备绿化、美化、彩化的综合功能,园林应用前景极为广阔。低温胁迫不但影响了地被菊的观赏性,缩短了观赏周期,也限制了地被菊的种植区域,同时也在一定程度上影响了东北地区花卉产业的发展。因此,提高地被菊抗寒性是地被菊育种的重要目标之一。本研究首先对东北林业大学现有的地被菊种质资源进行观赏性和抗寒性的田间调查和分类,以地被菊品种‘火焰’为供试材料进行后续试验。以4℃低温处理的拟南芥幼苗及地被菊‘火焰’幼苗的叶片总RNA为模板,根据NCBI数据库中登录的拟南芥AtCOR15a、AtCBF3和菊花(Chrysanthemum dichrum)CdICE1基因的序列设计引物,克隆了拟南芥AtCOR15a、AtCBF3和地被菊(Chrysanthemum morliflorum)CmICE1基因全长序列,并利用生物信息学相关软件对CmICEI基因进行了结构与功能分析。分别构建了植物表达载体pCAMBIA1301-PMI-AtCOR15a、pCAMBIA1301-PMI-AtCBF3 pCAMBIA1301-PMI-CmICE1,利用农杆菌介导法转化地被菊‘火焰’,获得了转基因株系并对其进行抗寒性鉴定。结论主要有以下四点:(1)对现有的48种地被菊种质资源进行了冠幅、株高、花色等观赏性状的调查,根据开花期将48种地被菊分为早花品种、中间品种、晚花品种三类。根据田间抗冻试验观察,将48种地被菊分为高抗品种、中间品种、抵抗品种。其中‘黄金盏’、‘阳光’、‘都市丽人’等观赏性状优异,并且具有较强的抗冷性、抗霜性,综合评价较好。‘粉蝶’、‘雪涛’、‘紫单瓣’等品系的观赏性则会在受到低温后明显下降。地被菊品种‘火焰’因抗寒性属于中间型,观赏特性突出,作为后续试验的材料。(2)根据NCBI数据库中登录的AtCOR15a、AtCBF3和CdICE1基因的序列,克隆了拟南芥AtCOR15a、AtCBF3和地被菊CmICE1基因。对CmICE1基因进行生物信息学分析发现,CmICE1基因的开放阅读框为1410 bp,编码了 469个氨基酸。CmICE1基因编码一种疏水性蛋白,不含有信号肽,业细胞定位显示该蛋白定位在细胞核内。同源性比对分析发现,CmICE1基因与CdICE1基因编码的氨基酸同源性可达98%。CmICE1编码的氨基酸序列包含DNA结合区、E-box/N-box特异位点和二聚化接口这三个保守的功能域,属于bHLH型蛋白,推测该蛋白能与CBF基因启动子中的MYC元件互作,从而激活CBF基因的表达。(3)利用 Gateway 技术成功构建了重组质粒 pCAMBIA 1301-PMI-AtCOR15a、pCAMBIA1301-PMI-AtCBF3 和 pCAMBIA1301-PMI-CmICE1。利用热激法将三种重组质粒转入农杆菌EHA105中,并进行PCR扩增检测,最终获得了用于转基因侵染的含有重组质粒的农杆菌菌株。农杆菌介导结合叶盘法进行了地被菊‘火焰’的遗传转化,获得了再生植株,利用PCR对经过甘露糖筛选的转化植株进行鉴定发现了 2个转AtCOR15a的阳性植株AtCOR15aa-43(后标记为CFCOR-43)和AtCOR15a-44和1个转AtCBF3阳性植株AtCBF3-6(后标记为CFCBF-6),而转CmICE1的植株未检测出阳性植株。(4)对阳性转化株系进行4℃处理后,转基因株系CFCOR-43、CFCBF-6以及对照植株SOD、POD活性在处理的Oh、2h、4h、6h、8h期间均呈现先上升后下降的趋势,且转基因株系CFCOR-43、CFCBF-6的SOD、POD活性高于对照植株;MDA含量均呈先下降后上升趋势,且转基因株系CFCOR-43、CFCBF-6的MDA含量要明显低于对照植株;可溶性糖含量均呈上升趋势,且转基因株系CFCOR-43、CFCBF-6的可溶性糖含量高于对照植株。上述试验结果从生理水平显示转基因株系CFCOR-43、CFCBF-6的抗低温的能力可能比未转基因的对照植株高。