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沙冬青是我国北方内蒙古荒漠地区特有的常绿阔叶灌木，具有极强的抗寒性，可在冬季-30℃甚至更低的温度下生存，是研究抗寒性的理想材料。利用转基因手段研究植物抗寒能力，培育转基因抗寒植物，具有重要的理论意义和现实意义。本文将从沙冬青中克隆得到的两个低温诱导基因AmLEA和AmPI进行原核表达分析以及对转基因烟草的抗寒性进行了检测。主要研究结果如下：
用PCR方法从cDNA文库中扩增出目的基因AmLEA和AmPI，亚克隆后分别构建到原核表达载体pTWIN1上得到两个重组表达载体pT-LEA和pT-PI，将pT-LEA和pT-PI分别转入大肠杆菌ER2566中，经异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后，SDS-PAGE电泳检测发现分别有38kD和35kD的目的融合蛋白发生表达，说明目的基因AmLEA和AmPI在大肠杆菌中已得到成功表达。为鉴定AmLEA和AmPI的功能，分别测定了低温和高温条件下AmLEA和AmPI宿主菌的存活率，结果发现AmLEA和AmPI的表达能提高宿主菌的存活率，可能是AmLEA和AmPI对细胞具有保护功能。
对转AmLEA和AmPI烟草进行了PCR及Southern blotting检测，在此基础上采用逐渐降温的方式，对野生型和转AmLEA和AmPI烟草盆栽苗进行2℃、0℃、-2℃低温胁迫处理，分别测定其丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白含量以及SOD、POD的比活性。结果表明在非胁迫条件下，转AmLEA和AmPI和野生型烟草的这些指标无明显差异。当温度降到0℃及-2℃时转AmLEA和AmPI烟草的MDA含量均低于野生型烟草的，而其它4种指标的含量则高于野生型烟草，说明在低温胁迫下转AmLEA和AmPI烟草的抗寒性强于野生型烟草，来源于沙冬青的AmLEA和AmPI基因的导入提高了烟草的耐低温能力，证实了AmLEA和AmPI基因具有提高植物抗寒性的功能。