紫茎泽兰耐冷性种群分化的分子生态机制

紫茎泽兰是一种外来恶性杂草，其入侵已经造成了经济损失和生态灾难。已入侵我国西南7省区，有持续向东北蔓延扩散的可能性，潜在的危害性更大。问题的关键是该草起源于热带，能否适应更低的温度，突破向北扩散的限制。本项目基于紫茎泽兰地理种群间存在耐冷性自然分化的前期研究结论立题，选择利用植物低温胁迫过程中关键调控因子CBF基因家族为切入点，采用分子生物学技术比较不同种群之间CBF基因家族的3个主要基因时空表达模式差异，进一步分析造成差异的分子原因，并采用基因重组技术构建CBF基因超表达和RNAi真核载体，转化紫茎泽兰并考察突变体对低温的生理响应，明确CBF基因在紫茎泽兰耐冷能力自然分化过程中的具体作用，最终揭示紫茎泽兰耐低温生理分化的分子生态适应机制，为正确预测紫茎泽兰的入侵潜力和扩散范围提供理论依据。

针对前期发现的紫茎泽兰入侵我国后通过耐冷性种群分化继续向长江流域扩张蔓延规律，通过克隆CBFs转录途径的关键转录因子CBF2和CBF3等，比较研究不同耐冷性分化的CBFs转录途径的主要原件CBF1,CBF2和CBF3转录因子的基因表达差异，并成功进行了耐冷性种群的CBF1向敏感种群的转基因，揭示了紫茎泽兰耐冷性种群分化主要受CBFs转录途径调节，进一步比较研究CBFs的拷贝数、插入位点（旁侧序列克隆）等揭示耐冷种群黄果树的插入位点的位置效应，可能是导致CBFs转录途径上调表达，产生耐寒性的重要分子机制。在该课题执行期间，项目主持人严格按照计划进行，并顺利完成计划任务。培养博士研究生1人，硕士研究生3人，本科生4人。申请国家国际发明专利1项，已发表SCI论文3篇；国内核心期刊论文4篇。举办国际会议1次：“全球环境变化下的杂草科学问题”国际学术研讨会暨第十三届江苏省杂草研究会学术年会（纪念江苏省杂草研究会成立30周年）（2011年11月27-29日，中国南京）。项目开展期间，与国际同行进行了广泛的学术交流，聘请了客座教授3人开展协作研究。