植物细胞膜脂的不饱和度主要由脂肪酸去饱和酶(Fatty acid desaturases,FADs)决定,它们与植物抵抗低温和高盐等逆境胁迫密切相关。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中亚荒漠区唯一的常绿旱生阔叶植物,具有很强的耐寒、耐旱和耐盐碱等耐逆性能。本研究从蒙古沙冬青(本文统称为沙冬青)中克隆到两个油酸去饱和酶基因AmFAD2-1和AmFAD2-2,并对其编码蛋白的结构特征、在非生物胁迫下的表达变化及其在抵抗逆境胁迫中的功能进行了分析,获得如下主要研究结果:(1)利用RT-PCR和PCR方法扩增到AmFAD2-1和AmFAD2-2的编码区cDNA和gDNA片段。二者编码区cDNA和gDNA的长度分别均为1149和1152 bp,在gDNA编码区内均无内含子。(2)AmFAD2-1和AmFAD2-2的编码蛋白分别由382和383个氨基酸残基组成,二者都含有FAD家族酶活性所必须的保守组氨酸簇HXXXH、HXXHH和HXXHH,在蛋白的C端区域均含有一个内质网定位信号(YNNKL)。(3)利用RT-qPCR分析表明,AmFAD2-1和AmFAD2-2不同程度地参与了室内培养沙冬青幼苗对低温、高温、干旱和盐胁迫的响应。在低温处理期间,AmFAD2-1的转录水平呈现先上调后下调的变化趋势,AmFAD2-2的转录水平在处理后期上调较为明显。在高温胁迫下,二者的转录水平基本呈现下调的变化趋势。在干旱和盐胁迫下,二者的转录水平总体上呈现上调趋势。在野外生长的沙冬青成株嫩叶中,两个基因的转录水平在秋季和冬季总体上均明显高于春季和夏季,其中AmFAD2-1在秋、冬季的表达上调倍数高于AmFAD2-2。在野生植株的不同器官中,AmFAD2-1在嫩叶和未成熟果荚中高表达,AmFAD2-2在侧根和嫩枝中高表达。(4)将两个基因分别转入拟南芥中进行组成型表达,均可以显著提高转基因株系在苗期的耐冻性及其在种子萌发期的耐盐性和耐旱性。此外,AmFAD2-2还可以提高转基因株系在苗期的耐盐性和耐旱性以及离体叶片的保水性。