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低温冷害使许多植物生存受到严重危害，全球每年因低温冷害造成的农作物损失高达数千亿元，提高植物抗寒能力的研究具有重要的理论意义和现实意义。本研究采用PCR方法从拟南芥(Arabidopsisthaliana)中分离受低温诱导的CBF3(C-repeatBindingFactor3)、ICE1(InducerofCBFExpression1)、AtGolS3(ArabidopsisGalactinolsynthase3)三种抗寒相关基因和CBF3冷诱导启动子CP。将CP-CBF3置于植物表达载体pCAMBIA1300中，构建CBF3基因冷诱导表达载体pCA-CP-CBF3；然后将带有组成型启动子的肌醇半乳糖苷酶基因AtGloS3和抗寒基因ICE1分别合并于pCA-CP-CBF3中，构建了两个双基因植物表达载体pCA-CP-CBF3-35S-AtGolS3和pCA-CP-CBF3-35S-ICE1，其中CBF基因冷诱导表达，AtGolS3和ICE1基因过量表达。以上三种重组质粒转入农杆菌GV3101中，并利用真空抽滤法导入拟南芥中，经50mg/L的潮霉素(Hyg)抗性筛选，得到T4代单拷贝插入纯合子植株。
将野生型拟南芥与耐寒基因转基因拟南芥纯合子从RT-PCR、叶绿素含量、相对电导率和脯氨酸含量等四个抗寒性生理生化指标进行抗寒性评价。实验结果表明，单基因pVKH-35S-AtGolS3转拟南芥和联合双基因pVKH-35S-CBF3-35S-AtGolS3转化拟南芥的抗寒能力均比野生型拟南芥强；而联合双基因转化拟南芥的抗寒能力又比单基因转拟南芥强。