低温和干旱是严重影响植物生长和作物产量的环境限制因子,农业生产上每年都发生因为低温干旱导致的大面积减产。作物的抗寒性状是由多基因控制的,只有成簇抗性相关基因的转录激活,才能有效提高作物的抗寒能力。CBF(C-repeat binding factors)转录因子可以同时调控多个逆境诱导基因的表达,通过促使多个功能基因发挥作用,广泛地参与耐逆的生理生化过程,从而提高植物耐逆性。因此CBF转录因子在逆境胁迫应答机制中处于中心地位。在模式植物拟南芥中,CBF转录因子通过与CRT/DRE元件结合,激活COR基因(Cold-regulated genes)表达,促进逆境胁迫相关基因转录,从而增强植物体的耐逆性。CBF基因在高等植物中广泛存在,不同植物中CBF基因的表达模式各不相同。我国是产棉大国,低温寒害在我国北方棉区特别是新疆棉区的危害十分严重。前期低温可导致播种期推迟;后期低温会影响纤维品质。低温和干旱是棉花生产品质和产量的制约因素,十分有必要开展针对棉花CBF及其耐逆性研究。沙冬青是我国荒漠地区独有的常绿灌木,具有极强的耐寒和耐旱能力,是进行植物耐逆性研究和耐逆植物基因工程的理想材料。本研究用实验室已克隆的源于海岛棉7124的GbCBF1基因为研究对象,对它在棉花中的表达谱研究表明,该基因受寒冷、干旱、盐和ABA诱导表达。将GbCBF1基因分别构建到CaMV35S强启动子和NOS弱启动子驱动的植物表达载体,以叶盘法转化烟草,对转基因烟草中GbCBF1检测表明,GbCBF1基因在烟草中能够表达。对转基因烟草的生理指标进行了研究,与野生型烟草相比,在冷处理后转基因烟草叶片的电解质渗漏率明显降低,脯氨酸含量、可溶性糖含量都有明显提高,证明耐寒性增强。同时耐旱性实验表明转基因烟草的干旱耐受能力也有很大提高。这表明在烟草中GbCBF1能够响应逆境信号并发挥作用。采用RACE策略,我们克隆并鉴定了一个沙冬青CBF全长基因(AmCBF),半定量RT-PCR实验证明该基因受低温诱导,在冷处理1h开始有表达,2h后表达量达最高。经过生物信息学分析,AmCBF基因编码蛋白具有AP2结构域和CBF家族中保守特征多肽序列,属于AP2/EREBP类转录因子家族中的CBF家族。根据蛋白比对和蛋白二级和三级结构预测结果,AmCBF与GbCBF1在AP2结构域存在个别氨基酸位点的差异,推测可能会影响CBF转录因子与DNA的结合能力。进一步的功能鉴定正在进行中。