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植物生长发育程中遭受低温胁迫,会引发代谢紊乱,严重时会导致植株凋亡,如何筛选、提高耐低温的品种一直是亟待解决的重要问题。南瓜作为典型的喜温植物,遭受低温冷害的后果尤为严重。所以,研究南瓜低温耐受机制,对选育耐低温南瓜品种意义重大。本研究对19个南瓜材料进行了发芽期耐低温性鉴定,确定了低温敏感自交系IL1和耐低温自交系IL7进行后续的实验。待幼苗长至三叶一心期时,于5℃低温胁迫24 h,观察幼苗期表型进行寒害指数评价,测定叶片生理生化指标,并且结合转录组和代谢组的测序结果,对两个南瓜自交系耐低温机制进行研究,研究结果如下:(1)根据相对发芽率、相对发芽势和相对发芽指数分析,IL1在发芽期耐低温能力较差,IL7发芽期具有更强的耐低温能力。(2)IL1与IL7相比,幼叶萎蔫、卷曲程度更严重,叶片表面水渍状斑点更明显,低温伤害更明显。寒害指数表明,IL1耐低温能力弱,IL7耐低温能力中等,与发芽期耐低温鉴定结果一致。与未处理组相比,IL1和IL7的相对电导率和可溶性蛋白含量显著增加;IL1和IL7的叶绿素含量显著降低;IL7的可溶性糖含量和过氧化氢活性显著增加,但IL1无显著变化;IL1的超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性显著降低,而IL7没有明显改变;IL1的丙二醛含量显著增加,而IL7没有显著改变。生理指标变化表明IL7耐低温能力强于IL1。(3)转录组分析显示,IL1和IL7中分别鉴定出5869和5553个差异表达基因。IL1和IL7共同的显著富集的GO条目有:细胞核、DNA结合转录因子活性、质外体、植物型细胞壁,并且表达趋势显示出相似的分布模式。分别富集了124和120个Pathway途径,共有115条常见途径。低温主要影响了新陈代谢、遗传信息、生物系统、信号传导等方面,均显著富集于植物激素信号转导,转录因子家族抵御低温胁迫作用显著。通过qRT-PCR验证基因的表达与转录组有很强的正相关(R~2=0.9631)。(4)代谢组学分析显示,IL1和IL7中分别有178和114个差异表达代谢物。对显著差异代谢途径和差异代谢物进一步分析发现,差异代谢物集中在氨基酸类物质、糖及糖类衍生物。氨基酸类物质差异代谢途径中,IL1中有下调表达代谢物如脯氨酸、蛋氨酸,IL7无下调表达氨基酸类物质;糖及糖类衍生物差异代谢途径中IL1和IL7分别有下调和上调表达糖类代谢物。经低温胁迫处理后,两个南瓜自交系之间的基因表达和代谢产物水平与生理指标的研究结果高度匹配,帮助我们理解南瓜耐低温机制,为评价和选育耐低温品系提供依据。