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水稻是世界最重要的粮食作物之一,世界上半数以上的人口以稻米为主食。黑龙江省地处中国的最北部,是我国最重要的水稻粮食生产基地,而低温冷害是导致黑龙江省水稻减产的主要障碍之一。其中,随着水稻直播面积的不断扩大,苗期冷害也越来越受到水稻研究者的重视。因此,研究水稻苗期耐冷基因,探明水稻苗期耐冷分子机理,对提高作物抗逆境胁迫具有重要作用。本实验以耐冷水稻品种空育131(K131)和冷敏感品种龙粳11(L11)为研究对象,通过水稻数字表达谱,选取一个与光合作用有关的耐冷响应基因OsrbcS3,利用PCR、实时荧光定量PCR、生物信息学分析、生理指标测定、Gateway克隆技术、农杆菌介导法等方法,从DNA水平、mRNA水平、蛋白水平对OsrbcS3基因进行研究,从而确定OsrbcS3基因为水稻耐冷的相关基因。主要结果如下:1、供试的黑龙江省第一、第二和第三积温区的12个水稻品种苗期耐冷性差异显著,筛选出耐冷性强的水稻品种K131和冷敏感品种L11用于实验。2、通过对12个水稻品种芽期、苗期、孕穗期耐冷相关性进行分析,得出苗期与芽期以及苗期与孕穗期耐冷性呈显著正相关。但也有例外,如龙粳21在苗期耐冷性较弱,但孕穗期耐冷性较强。3、水稻K131和L11中克隆的OsrbcS3基因序列与NCBI上的基因完全吻合,且K131-OsrbcS3与L11-OsrbcS3基因碱基序列完全相同,CDS区均为528bp,编码175个氨基酸。4、以0h为对照,对冷处理2h、5h、12h、24h的OsrbcS3基因进行表达量分析,结果显示,冷胁迫下K131和L11中OsrbcS3基因均上调表达,K131中OsrbcS3基因高表达,L11中OsrbcS3基因表达较低,两个品种耐冷性差异的原因很可能是由于基因表达量的不同导致。5、对低温处理下K131和L11中Rubisco活性等生理指标的测定,进一步说明OsrbcS3基因表达量的差异可能是K131耐冷性强于L11的原因。6、对L11愈伤组织进行遗传转化,获得转OsrbcS3基因植株,为验证OsrbcS3基因的功能准备材料。