脱水素(Dehydrins)是植物体内响应细胞脱水反应的一个基因家族蛋白,通常受低温、高盐、干旱等胁迫诱导表达。枇杷(Eriobotrya japonica)是一种常绿果树,在生长发育过程中经常受到外界不利环境的影响,特别是由于枇杷在秋冬季节开花结果,幼果更是经常受冻而影响果实产量和品质。本论文主要研究了枇杷脱水素基因(EjDHN)家族不同成员的特性、表达情况及其与枇杷抗冻能力之间的关系,试图揭示EjDHN家族不同成员的表达响应机制和可能具有的功能。主要结果如下：1.利用RT-PCR和RACE技术,从枇杷幼果中克隆到4种类型共7个脱水素基因,包括Y.SKn类型的EjDHN1,(Y2SK3),SKn类型的EjDHN2(SK3),EjDHN3(SK9),EjDHN5(SK3),EjDHN7(SK3),Kn类型的EjDHN4(K4)和YnKn类型的EjDHN6(YK3),各成员所编码的蛋白的分子量大小、理化特性上均存在很大差异。成员间表达模式也不相同,EjDHN5在各器官和组织中表达量都比较高,EjDHN4主要在花中表达,EjDHN2、EjDHN3、EjDHN6和EjDHN7主要在茎中表达。从各成员在果实发育过程中的表达情况来看,除EjDHN3外,其它家族成员都可能参与种子发育的调控,而EjDHNl,EjDHN2,EjDHN5可能与果肉的发育相关。EjDHN家族不同成员在叶片中的季节性表达变化趋势基本一致,均在温度最低的冬季表达量最高,说明这7个基因都受低温诱导表达。在干旱胁迫后,叶片中7个EjDHHN基因的相对表达量均出现显著上升趋势,其中EjDHN6表达量增幅最大。叶片中7个EjDHN基因的表达对100μM ABA处理都有不同程度的响应,以EjDHN6对ABA处理最敏感。推测EjDHN6在响应干旱胁迫及ABA处理中起着重要作用。2.为研究EjDHN基因在幼果抗冻胁迫中的作用,我们用冻害敏感型品种‘宁海白’和抗冻品种‘夹脚’的幼果进行试验。结果显示-3℃低温胁迫导致枇杷幼果中氧自由基含量和膜脂过氧化程度显著增加,且冻害敏感型品种‘宁海白’的膜脂过氧化程度要比抗冻品种‘夹脚’严重的多。在枇杷幼果中,7个脱水素基因在低温胁迫条件下都上调表达,且在‘夹脚’中的表达丰度都显著高于‘宁海白’。金标免疫定位实验结果显示,低温处理后脱水素蛋白主要在细胞膜附近积累,并且蛋白含量比处理前显著增加,特别是在抗冻品种‘夹脚’中,其蛋白含量的增加尤为明显。在低温处理后,‘宁海白’细胞膜的破坏程度要比‘夹脚’严重,可能与低温处理后‘宁海白’中脱水素蛋白的丰度较低有关。以上这些实验结果表明,脱水素蛋白对枇杷幼果维持低温胁迫后细胞膜的稳定性具有重要作用。EjDHN基因的表达水平与不同品种枇杷的抗冻能力显著相关。3.为了进一步研究EjDHN基因在枇杷抗冻中的功能,我们将EjDHNl和EjDHN5导入烟草中,共获得7个EjDHN1超表达株系和22个EjDHN5超表达株系,然后各选择表达水平比较高的两个株系进行功能研究。我们研究了转EjDHN1和EjDHN5基因对烟草抗低温和氧化胁迫的影响。结果表明,0℃低温胁迫后,14d苗龄的野生型烟草苗的存活率要显著低于转基因植株,恢复生长2周后转基因植株的生长情况要明显优于野生型。低温处理导致6叶期野生型烟草苗的光合系统活性显著降低,叶片膜脂过氧化程度增加,而转基因烟草苗的受破坏程度要明显轻于野生型。为了研究EjDHNl和EjDHN5对烟草抗氧化胁迫的影响,我们做了不同浓度梯度的甲基紫精(Methyl viologen, MV)胁迫试验。结果显示,MV处理抑制了野生型和转基因植株的生长,但是这种抑制在野生型中更为明显。当用2.0μM MV处理]0d后,EjDHN1和EjDHN5超表达的转基因株系的存活率显著高于野生型,生长状况也要明显好于野生型。这些表明,EjDHN1和EjDHN5的超表达提高了烟草的抗氧化胁迫能力,这也说明了脱水素基因在提高植物抗低温能力和抗氧化胁迫能力方面起着重要作用。