中文摘要：

随着全球气温的上升及世界人口的快速增长，加速了高海拔、高寒特色植物的灭绝或濒危，为保护这些特色生物资源，一种有效途径是进行人工种植，而制约人工种植的瓶颈是热适应性问题，因此研究如何提高高海拔高寒植物热适应性变得日趋重要。植物在热逆境反应中，其热激基因表达迅速增加，导致热激蛋白的迅速累积，热激蛋白作为分子伴侣促使其他蛋白的重新折叠、稳定、组装、胞内运输和降解，对植物的抗热性起着重要的作用。天山雪莲属于高海拔高寒特色生物资源典型代表，是传统民族医药。为了解天山雪莲热激蛋白基因的演变和功能，我们从天山雪莲cDNA文库中克隆天山雪莲的热激蛋白基因，将其在天山雪莲中高效表达，以提高天山雪莲热适应性，分析耐热级数及耐热机理，力图突破制约人工栽培雪莲不耐高温习性的"瓶颈"。

结论摘要：

为了解传统中药材天山雪莲HSP的演变和功能，本项目从以下四个方面开展工作第一，克隆天山雪莲SiHSPs基因，生物信息学分析。（1）利用同源基因克隆的方法从天山雪莲中获得SiHSP70、SiHSP17基因。（2）生物信息学分析，SiHSP70属于HSP70家族，三级结构模型与Heat shock cognate 71 kDa protein结构模型匹配度达55%；SiHSP17与HSP20分子伴侣相似，三级结构模型与16.9BHeat shock protein匹配度达69.4%。（3）比对发现SiHSP70基因与水母雪莲、案头菊、紫茎泽兰等一致性达98% 以上；SiHSP17与向日葵HaHSP17.9一致性达85%。（4）系统进化树分析SiHSP70与水母雪莲划分为一类，与其亲缘关系最近；SiHSP17与向日葵划分为一类，与其亲缘关系最近。第二，SiHSPs基因的表达分析。QRT-PCR分析表明，在叶中表达量最高SiHSP70是42℃，SiHSP17是28℃；在根中，表达量最高SiHSP70是45℃，SiHSP17是25℃。第三，SiHSPs转基因功能验证。（1）获得转基因阳性苗，QRT-PCR分析表明转基因株系显著表达SiHSP70、SiHSP17，在不同株系间有较大的差异。（2）Southern Blot分析SiHSP70 和SiHSP17基因是以单拷贝形式存在于转基因植株基因组中。（3）转基因株系绿原酸含量显著高于对照。第四，阳性转基因株系抗性分析。（1）转基因植株抗性分析表明，在45℃、50℃、55℃种子都正常萌发，而在60℃时，SiHSP70基因株系种子都未萌发，SiHSP17基因株系种子萌发。（2）高温热激后，对照比转基因株系生长缓慢。（3）转基因植株耐热性分析表明，SiHSP70和SiHSP17基因受48℃、52℃热激诱导显著表达，其光合参数Pn、Gs、Ci、Tr呈显著变化，内源激素含量、保护酶活性、渗透性物质含量显著提高。（4）转基因株系非生物胁迫抗性分析表明，SiHSP70 和SiHSP17基因受盐、干旱胁迫诱导，表达极显著，其MDA 含量SOD、POD和APX活性明显提高。以上结果说明SiHSP70、SiHSP17可能参与耐热、抗盐、耐干旱的功能，这对利用分子生物学方法提高高海拔药用植物资源耐热性具有重要的参考意义。