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本研究以’大辣椒’、’郑师朝霞’、’富乐夕阳’、’火凤凰’、’婚宴’和’满天红’6个品种的蝴蝶兰为试材,分析其低温条件下叶片叶绿素荧光参数及光合参数的变化,从中筛选出抗冷品种’大辣椒’和不抗冷品种’富乐夕阳’,并对这两个品种的叶绿素、渗透调节物质、H2O2和MDA含量以及光合酶PEPC、Rubisco和抗氧化酶活性等进行测定。结果表明:低温胁迫期间,所有品种蝴蝶兰叶绿素荧光参数Fo逐渐升高,其他参数均呈降低趋势,低温处理后期,’大辣椒’的Fv/Fm最高,叶绿素含量高于’富乐夕阳’;Pn、Gs、Tr均逐渐降低,而’火凤凰’和’满天红’的Ci在低温处理后期有升高趋势;PEPC活性先逐渐升高,后趋于平缓,’大辣椒’PEPC活性显著高于’富乐夕阳’,Rubisco活性升高幅度大于’富乐夕阳’;可溶性糖、可溶性蛋白含量先升后降,’大辣椒’的积累量高于’富乐夕阳’;脯氨酸含量变化规律不一致;’富乐夕阳’的H2O2和MDA升高幅度明显大于’大辣椒’;SOD活性均逐渐升高,而POD、CAT、APX活性基本呈先升后降的趋势,’大辣椒’各抗氧化物酶活性的升高幅度均大于’富乐夕阳’。由结果可知,’大辣椒’的PEPC、Rubisco和SOD活性显著高于’富乐夕阳’,可能是其抗冷性较强的重要原因。本研究结果为蝴蝶兰抗冷品种的选育及抗性分子机理研究提供了理论基础。对低温条件下蝴蝶兰光合酶基因的时空表达分析结果表明:两品种蝴蝶兰中RCAα、RCAβ及PEPC在叶片和根部都有相同的表达趋势,RCAα和RCAβ的表达量在’大辣椒’和’富乐夕阳’的叶片和根部都有逐渐降低的趋势,而PEPC的表达量在两品种蝴蝶兰叶片和根部却都有升高趋势。AP2/ERF家族转录因子是植物特有的一类转录因子,主要包括AP2、ERF、DREB和RAV等亚家族,对基因起着重要的调控作用。本研究基于实验室前期蝴蝶兰抗冷品种’大辣椒’和不抗冷品种’富乐夕阳’在低温胁迫过程中叶片的转录组测序结果,使用RT-PCR方法从’大辣椒’叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因,命名为PhAP2/ERF1-4。序列分析结果显示PhAP2/ERF1的cDNA全长为594 bp,含有588 bp开放阅读框,编码195个氨基酸;PhAP2/ERF2的cDNA全长为 106 9 bp,含有100 2 bp开放阅读框,编码 333 个氨基酸;PhAP2/ERF3的cDNA全长为127 7 bp,含有111 9 bp开放阅读框,编码372个氨基酸;PhAP2/ERF4的cDNA全长为896 bp,含有813 bp开放阅读框,编码270个氨基酸。蛋白结构域分析和蛋白序列比对发现PhAP2/ERF1、PhAP2/ERF3和PhAP2/ERF4各自含有1个AP2结构域,PhAP2/ERF2含有1个AP2结构域和1个B3结构域。进化树分析表明PhAP2/ERF1-4与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近,PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类,PhAP2/ERF2属于RAV亚家族,PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类,而PhAP2/ERF4则属于DREB亚家族中的A2类。使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1-4在’大辣椒’和’富乐夕阳’叶片中的表达特性,结果表明:PhAP2/ERF1-4在’大辣椒’叶片中的表达趋势是一致的,均在低温驯化阶段被诱导,表达量在低温胁迫早期达到最高,在胁迫中晚期有所下降;而PhAP2/ERF1-4各基因在’富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异,PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加,PhAP2/ERF3在’富乐夕阳’叶片中对低温的响应时间显著落后于’大辣椒’,且在低温胁迫的晚期表达量才达到最高值,PhAP2/ERF4在’富乐夕阳’叶片中的表达趋势与’大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERFs在抗冷品种’大辣椒’和不抗冷品种’富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示蝴蝶兰AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰冷胁迫响应中起重要调控作用。