林木是一种重要的可再生资源,在保护环境和维持环境平衡方面发挥着重要作用。杨树是我国乃至全世界种植面积最广,适应性最强的树种之一。然而,在温度极低的东北地区,杨树的受冻情况依然严重。为了更好地推广杨树的应用,拓宽杨树的适用范围,杨树的抗寒胁迫育种工作,也逐渐成为目前育种工作的重要内容。针对以往杨树存在的抗寒性问题,运用生物分子技术发现与抗寒性相关的基因,并利用基因工程技术培育杨树抗寒新品种,将会为林业及全球环境问题带来巨大的生态效益和经济效益。本研究利用南极拟三列真藓（Antarctic Bryum pseudothique）中与植物抗寒性相关的BpMBF1转录因子,采用农杆菌侵染法转化到窄冠白杨1号（Populus leucopyrami-dalis 1,L1）中。对转基因植株进行PCR鉴别,检测阳性的转基因植株提取RNA进行表达量鉴定,选取表达量高的转基因植株进行低温胁迫,测定其抗寒性生理生化指标,验证转基因株系的抗寒性。为进一步探究该基因在杨树中的功能,利用新一代Illumina高通量测序技术对该转基因植株和对照组植株进行转录组测序,根据转录组的结果,寻找差异表达基因,并对这些差异基因进行功能分析,主要的研究成果有以下几项:（1）采用农杆菌侵染法向窄冠白杨1号中导入BpMBF1转录因子。经PCR检测共得到了11株转基因株系,对其进行RT-PCR表达量检测。结果表明,目标基因在转基因株系中的相对表达量是对照组的两倍以上。共有4株转基因株系表达量较高,分别是Bp-2、Bp-3、Bp-5、Bp-11。后续实验选用表达量最高的Bp-5进行。（2）对转基因株系进行低温胁迫处理后,转基因植株中可溶性糖以及可溶性蛋白的含量明显高于对照组植株。在低温胁迫的温度达到-15℃时,可溶性糖差距最大,提高了35.62%。当低温胁迫的温度达到-20℃时,可溶性蛋白含量的差距在实验范围内达到最大值,较对照组提高40.13%。实验结果表明BpMBF1转录因子提高了窄冠白杨1号转基因株系的抗寒性。（3）利用低温冰箱-20℃模拟冻害,对转基因植株以及对照组植株进行低温处理。结果显示,3 h是对照组植株的耐低温极限。对照组植株3 h后出现萎蔫,植株倒伏,叶片卷曲;转基因植株叶片还呈现出舒展态势。可见,BpMBF1转录因子对窄冠白杨1号的抗寒性提高起到了积极作用。（4）对常温转基因株系、低温处理对照组植株和常温对照组植株进行高通量转录组测序。常温转基因株系VS常温对照组植株为实验一,低温处理对照组植株VS常温对照组植株为实验二。实验一两组植株进行比对,共检测到11202个显著差异表达基因;实验二进行比对,共检测到9384个显著差异基因。差异基因在GO数据库分析中全部得到注释;在KEGG数据库分析中,实验一有3326个基因被注释到131个代谢信号通路中,显著富集的有16条代谢通路,实验二有3,101个基因被注释到131个代谢信号通路中,显著富集的有5条代谢通路。两组实验集中富集在淀粉和糖类代谢途径。利用|log2 Fold change|≥5以及与抗寒的相关性对两组实验差异基因进行比对并筛选,得到13个表达量较高的抗寒关键基因,分别是POPTR₀009s07710g、POPTR₀015s10330g、POPTR₀003s16030g、POPTR₀015s14380g、POPTR₀005s08430g、POPTR₀006s17940g、POPTR₀012s14720g、POPTR₀010s07020g、POPTR₀015s14830g、POPTR₀010s21100g、POPTR₀002s11220g、POPTR₀008s13040g、POPTR₀010s01700g。（5）两组转录组实验所得差异表达基因中共检测出58类转录因子,显著富集的转录因子家族是NAC、bHLH、MYB、FAR1、ERF、WRKY等。其中的多数差异基因参与了脱落酸、茉莉酸、乙烯等激素信号调节途径,并且有相当部分基因参与了海藻糖、葡萄糖等糖类物质的代谢途径。故推测外源BpMBF1转录因子通过调节激素的含量以及细胞膜稳定性,从而增强植物的抗寒性。由此推测,BpMBF1转录因子提高了窄冠白杨1号的抗寒性,并通过调节脱落酸、茉莉酸等激素以及糖类和蛋白质等可溶性物质,达到增强植物的抗寒性的目的。以往MBF1转录因子家族主要以草本植物为研究对象,本研究在以杨树为模式植物的木本植物中开展实验,具有一定的理论与实践意义。