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紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)原产北美的热带及南亚热带地区,但其在入侵到中国的过程中逐渐产生了对低温的生理性适应性分化,有进一步向北扩张的趋势。这可能是其遗传基因的适应性分化所决定的。前期在对我国不同地理种群紫茎泽兰的研究中发现,广西百色(BSG)种群冷害指数和低温半致死温度均为最高,属于冷敏感种群,而贵州黄果树(HGG)种群这两项指标都为最低,属于耐冷种群。进一步对低温关键转录因子CBF(C-repeat binding factor)及下游COR(cold responsive)基因的克隆研究发现,4℃处理下EaCBF和EaCOR基因在耐冷种群(HGG)中的表达要比冷敏感种群(BSG)中高,但是,这并没有阐明什么导致这些基因表达量的差异。ICE1(inducer of CBF expressionⅠ)是在低温时诱导CBF基因家族表达的转录激活因子,它在低温时能特定地结合到CBF基因的启动子序列上,诱导CBF基因的表达,而后CBF结合到其下游目的基因启动子的CRT/DRE序列上,诱导COR基因的表达,进而提高植株的抗寒性。本文通过对紫茎泽兰EaICE1基因的克隆及表达量分析,以期阐明造成EaCBF和EaCOR基因表达差异的原因,进而解释HGG种群耐寒性高的原因。1.抑制性消减杂交(SSH)技术筛选不同抗寒种群差异表达基因本文以经低温诱导的耐冷种群(HGG)和冷敏感(BSG)种群紫茎泽兰为实验材料,采用抑制性消减杂交技术,首次建立紫茎泽兰抗寒种群低温诱导过程的差减cDNA文库,并对文库中的部分重组克隆进行了测序分析,为研究紫茎泽兰对低温的适应性分化提供了重要信息。2. EaCBF上游转录因子EaICE1基因cDNA序列的克隆及结构分析运用RACE方法从紫茎泽兰(HGG)叶片中克隆得到全长1652bp的EaICE1基因cDNA序列,含有1503bp的完整阅读框,编码一个501aa长的Myc类的转录因子。通过生物信息学分析,EaICE1拥有和ICE1一样的特征结构域(HLH结构域),它在DNA结合和CBF基因的激活方面扮演重要角色。比较紫茎泽兰耐寒种群(HGG)与冷敏感种群(BSG)以及两个中间种群云南景洪(JHY)和云南大理(DLY) EaICE1氨基酸序列发现,在第45aa的位置,HGG种群少了两个组氨酸。推测HGG种群EaICE1基因小片段的缺失可能是低温环境对紫茎泽兰的一种定向选择结果,但是这种缺失所引起的蛋白功能上的差异,以及这种差异对其耐寒性的影响有待进一步研究。3.紫茎泽兰不同耐冷种群EaICE1基因表达情况比较通过半定量,Northern杂交和荧光定量实验方法分析4℃处理条件下紫茎泽兰不同耐冷种群叶片中EaICE1基因表达情况,结果表明：EaICE1为组成型表达,在未处理前,EaICE1在冷敏感种群(BSG)中的表达量高于耐冷种群(HGG),但此时的EaICE1蛋白为不激活状态。而低温诱导后,耐冷种群中EaICE1基因表达量在0.5h时即迅速上升,高于冷敏感种群,之后表达量呈下降趋势,而冷敏感种群在4h后表达量才达高水平。推测紫茎泽兰对低温响应的快慢可能是造成相关抗寒基因表达差异的原因之一,继而导致不同种群抗寒性的差异。综上所述,我们推测：作为低温胁迫相应调节子的主开关,EaICE1基因在耐寒种群(HGG)中的序列缺失及表达差异很可能是紫茎泽兰适应低温环境产生的遗传分化。