日本北海道绿色生物研究所基因部在分子水平，查明了水稻耐低温性结构，培育出耐冷性水稻。在低温下，不同的水稻品种，其发芽、生长能力以及耐低温性也不同，通过生理、生物化学方法查明，活性氧除去系酶，特别是过氧化氢酶与抗坏血酸过氧化酶至关重要。据此，采用基因工程方法，在水稻中导入并表达过氧化氢酶基因。由于提高过氧化氢酶活性，赋予水稻耐低温性能。
导入水稻的过氧化氢酶基因是从小麦幼苗的cDNA库中筛选出低温活性高的小麦过氧化氢酶基因。在35 S CaMV启动子下游结合过氧化氢酶cDNA，用电激法导入水稻（品种：尤加拉、松马埃），得到56个再分化水稻植株，确认其中12个性状转化水稻表达了小麦过氧化氢酶。观察这些性状转化水稻时发现叶的过氧化氢酶活性（25℃）比对照，约高4.5倍，在低温下（5℃）酶活性高15倍。在性状转化水稻的根部、花药、种子胚、种子胚乳中也获表达。
接着，观察这些性状转化水稻低温伤害的耐性能力，切断在温室生长的水稻秸秆，放入装水的试验管，在低温下（5℃）放置14天时，对照组的叶卷起枯萎，而性状转化水稻CT2-6没有出现这种伤害。并且，把低温处理和秸秆返回室温（25℃）时，对照组的叶在24小时后显著褐变、枯萎、而性状转化水稻没有出现这种现象。还有，把植物体置于5℃、10日时，对照发生叶卷起、枯萎迹象，而性状转化水稻（CT2-6）没有这种情况。连续返回25℃时，24小时后对照组的伤害明显、叶枯萎、而性状转化水稻的伤害轻微。
总之，通过对小麦过氧化氢酶基因的高效表达，在增强了过氧化氢酶活性的性状转化水稻，确实提高了对低温伤害的耐性。为了推进培育有效的包括低温在内的环境胁迫耐性植物，今后计划使用性状转化水稻，通过植物的环境胁迫，明确伤害发生以及伤害防御机理。
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作者：李思义
