生物对多变环境的适应能力，决定了其种群大小和个体延续。对大多数生物而言，温度的变化对其影响最为深刻，而生物对温度变化的适应能力存在很大的差异性。鱼类由于栖息环境的多样性及其本身对环境的巨大适应能力，对我们探索并了解生物对温度的进化适应和表型适应具有很好的研究价值。　　 生活在南极海域的Notothenioid鱼类是地球上已知最耐寒的鱼类之一，在漫长的进化过程中，它们适应了南极海域的极端低温环境。利用芯片杂交技术，比较南极鱼类和非南极鱼类之间转录组和基因组的差别，发现南极鱼类在转录组水平上有177个基因表达发生上调，基因组水平上118个基因拷贝数发生扩增。这些基因的获得，为鱼类耐寒机制的研究提供了很好的耐寒基因资源。　　 从上述基因中确定耐寒候选基因，对基因进行克隆，通过细胞系转基因筛选、斑马鱼转基因验证和烟草转基因筛选，对这些基因的耐寒效果逐一进行检测。通过细胞系转基因筛选，得到了具有耐寒效果的基因9个；通过烟草转基因筛选，获得了3个可以帮助烟草抵御低温胁迫的基因，分别为钙调素、超氧化物歧化酶和激活的蛋白激酶C受体；斑马鱼转基因共转入5个基因，没有检测到整合纯合体。对钙调素基因进行分析，发现动物和植物之间关键部位蛋氨酸存在不同，蛋氨酸含量也不同。突变钙调素中的蛋氨酸后，钙调素与底物的结合能力发生较大改变。此外，蛋氨酸还与活性氧的歧化有关，而低温下生物体内活性氧含量上升。这些耐寒转基因植物的获得，使鱼类耐寒基因研究具有很大的农业应用前景。