本研究以苹果属山定子(Malus baccata(L.)Borkh)为试材,目的是从山定子中克隆出两个新的CBF转录因子,通过农杆菌转化法将目的基因转化到模式植物拟南芥中,来进一步了解CBF基因家族的功能特征;为研究植物的抗寒机制奠定了分子基础;此外为后续苹果砧木的选育提供分子基础;同时为抗寒育种工作提供了新的候选基因。首先设计引物,用PCR扩增法从山定子中克隆得到两条CBF基因并分别命名为MbCBF1和MbCBF2。对其进行测序并翻译,结果显示MbCBF1的开放阅读框为666 bp,编码221个氨基酸;MbCBF2的开放阅读框为663 bp,编码220个氨基酸。蛋白亚细胞定位的结果显示,MbCBF1和MbCBF2蛋白均定位在细胞核中。将MbCBF1和MbCBF2分别与来自其他物种的11个CBF蛋白进行比对并构建系统发育树,发现MbCBF1和MbCBF2都具有典型的AP2保守结构域,且均与扁桃(Prunus dulcis)Pd CBF4的同源性最高。q-PCR的结果显示,MbCBF1和MbCBF2基因在山定子的不同部位中具有器官表达特异性。虽然MbCBF1和MbCBF2在新叶,根,茎和老叶中均有表达但MbCBF1在新叶中的表达量最高,MbCBF2在根中的表达量最高,二者均在老叶中的表达量最低。在低温、高盐、干旱和高温胁迫处理下,MbCBF1和MbCBF2的表达均出现先上升后下降的趋势。在低温处理下,新叶中的MbCBF1分别在低温处理的第8 h、高盐处理的第12 h、干旱处理的第5 h、以及高温处理的第5 h表达量达到峰值;MbCBF2在低温处理的第8 h、高盐处理的第12 h、干旱处理和高温处理的第5 h表达量达到峰值。根中MbCBF1的表达量在低温处理的第12 h、高盐处理的第8 h、干旱的第2 h和高温处理的第5 h达到峰值;MbCBF2表达量在低温处理的第12 h、高盐处理的第5 h、干旱2 h和高温处理的第5 h达到峰值。低温、高盐、高温和干旱均能诱导MbCBF1和MbCBF2的上调表达,但二者均对低温和高盐胁迫较为敏感,即MbCBF1和MbCBF2更易受到低温和高盐胁迫的诱导。用农杆菌介导法将山定子MbCBF1和MbCBF2基因导入到哥伦比亚野生型拟南芥中,使其过表达。从转基因成功的拟南芥中随机挑选出3个转基因型株系,野生型拟南芥(WT)、空载拟南芥(UL)与转基因株系拟南芥分别经低温和高盐胁迫后发现,转MbCBF1和MbCBF2基因株系拟南芥比野生型拟南芥和空载拟南芥具有更强的低温和高盐耐受性。对植物逆境相关的生理指标检测发现,在低温和高盐胁迫下转MbCBF1和MbCBF2基因株系拟南芥中脯氨酸的含量、叶绿素含量相比于野生型显著升高,MDA的含量有显著下降;SOD、POD和CAT的活性相对于野生型也出现显著升高。说明在低温和高盐胁迫下,转MbCBF1和MbCBF2基因拟南芥植株质膜受到的损伤程度要比野生型拟南芥小,因此该转基因拟南芥株系对低温和盐胁迫的耐受性较强。因此,低温和高盐胁迫能诱导MbCBF1和MbCBF2基因在拟南芥中的过表达,以此增强转基因拟南芥对低温及高盐胁迫的耐受性。