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低温是影响农作物产量的主要限制因子之一。本实验室以拟南芥32个核心生态型为试材，在研究拟南芥CBF3基因的单核苷酸多态性(SNP)过程中，发现抗寒生态型203AV的CBF3等位基因的单倍性(haplotype)与拟南芥的抗寒性密切相关。本试验就以拟南芥203AV生态型为材料，克隆了CBF3等位基因，对其进行了结构分析，并进一步进行了功能研究。主要结果如下：1、克隆了基因AtCRAP2(DQ415923)，由1094对碱基组成，推测编码了含有150个氨基酸残基的多肽。AtCYAP2与Columbia生态型186AV的CBF3基因相比，其一碱基发生突变，导致终止密码子提前198bp，从而使这基因翻译的蛋白少了66个氨基酸，致使这个基因的转录调控区域缺失一部分。2、以CBF3为对照，利用表达载体pGreen0029和组成性启动子CaMV35S启动子构建AtCRAP2的植物表达载体，经酶切验证正确后，采用农杆菌花粉浸蘸的方法把它们转化到拟南Columbia生态型186AV中。抗生素筛选和PCR检测证明得到转基因植株。对转基因植株后代进行卡那霉素抗性筛选等遗传分析，在T2代获得单位点插入的转基因纯系植株，并收获了T3代种子。3．与野生型相比，转AtCRAP2基因拟南芥植株表型无明显变化；而转CBF3基因拟南芥出现明显的表型变化，主要有生长迟滞、鲜重减少、植株矮化等。在直接观察中发现，4叶期时转AtCRAP2基因拟南芥植株的根长为3.70cm，野生型的根长为3.75cm，均明显长于转CBF3基因的拟南芥植株的2.75cm；12叶期，称量转AtCRAP2基因拟南芥植株三棵的总重量为0.26g，野生型的为0.27g，明显重于转CBF3基因的拟南芥植株的0.13g；转AtCRAP2基因拟南芥植株的开花时间与野生型的接近，而转CBF3基因拟南芥则滞后12天左右。进一步利用微分干涉显微镜观察了转基因植株叶片下表皮细胞的大小，转AtCRAP2基因拟南芥植株叶片的下表皮细胞与野生型叶片的无明显差异；而转CBF3基因拟南芥植株叶片的下表皮细胞明显小于野生型和转AtCRAP2基因拟南芥植株的下表皮细胞。4．对转基因拟南芥进行抗冻性检测，无论低温驯化与否，-6℃处理4小时后，转AtCRAP2基因植株的相对外渗电导率为49±14％，明显低于野生型的66±23％。-6℃处理6小时后，转AtCRAP2基因植株的成活率为94％，明显高于野生型的17％；而与转CBF3基因的拟南芥植株相比，转AtCRAP2基因植株的成活率无显著差异。5．采用RT-PCR方法，检测了对照和转基因拟南芥中COR基因在4℃处理过程中的表达量变化，随着冷胁迫的时间延长COR基因的表达量在不断增加，且COR基因在转AtCRAP2基因的拟南芥中的表达量大于对照，而与转CBF3基因植株相比没有明显区别。