环境因素制约传统农业的发展,尤其是随着最近全球气温变化明显,一些极端天气例如温度的骤降会影响植物的生长和发育,使生产力降低,产量减少。植物能感受外界环境的变化,并产生一定的防御机制。作为第二信使的Ca²⁺是调控植物响应外界刺激的一个重要因子。在平常的情况下,胞内钙离子水平会保持在一个很低的程度,而当外界刺激来临被植物感觉到时,钙离子从胞外或者细胞内的钙库中释放后进入细胞质,使胞内钙离子浓度升高,进而产生了钙信号,传递到下游的信号通路,导致细胞对刺激做出相应的应答响应。目前的研究多为对寒冷刺激引起的下游信号通路的研究,对于植物如何感受冷胁迫刺激并将钙信号转化为生物信号引发下游信号通路产生的研究还很少。本课题期望利用钙离子成像技术,以化学试剂EMS诱变的突变体植株为材料,在拟南芥植株中表达水母荧光蛋白,筛选EMS诱变库,在其中找到对低温胁迫不敏感的植株（也就是在低温胁迫下,相比于野生型,植株细胞胞内钙离子浓度升高较小的植株）。进一步利用图位克隆的方法定位基因,以此寻找植物感受在低温胁迫后信号通路中的Ca²⁺相关的特异离子通道或相关的调控基因,来揭示拟南芥应对低温胁迫响应的钙信号分子机制。目前取得的成果如下:1、利用野生型拟南芥AQ植株确定了拟南芥低温胁迫钙信号的筛选条件。2、筛选了204个EMS库50000余粒M₂种子并最后得到了200余株对低温胁迫响应的突变体植株,并多代繁种保证每个突变体均为对寒冷刺激响应低的且该表型可稳定遗传的突变体。3、对200余株突变体植株进行特异性分析,包括渗透、高盐和高氧,最终确定了27株仅对低温刺激响应而在其他条件刺激下正常的植株。4、对部分突变体的生理实验研究表明,在低温胁迫下,有些突变体的根长短于野生型,有些突变体的植株会明显小于野生型,进一步确定所选突变体为目标突变体。5、将突变体与野生型AQ杂交,利用钙成像筛选F₂代和F₃代,挑选突变表型稳定的植株提取DNA。混合成池进行二代全基因组测序,进一步实现基因的定位,克隆目的基因。