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木麻黄（Casuarina）作为我国东南沿海前沿沙质地带造林先锋树种,对于沿海陆地生态系统的恢复、自然灾害的防御、贫瘠沿海沙地的土壤改良等具有重要作用。低温冻害是扩大木麻黄种植范围和推进沿海防护林建设的主要制约因素。研究木麻黄的耐寒机理,推进木麻黄耐寒品种的选育,是当前沿海防护林工程建设中迫切需要解决的问题。本研究利用RNA-seq技术对耐寒短枝木麻黄（C.equisetifolia）在低温和常温下的转录组进行比较分析,发掘耐寒相关基因,并分析它们在耐寒性不同的短枝木麻黄无性系中的差异表达,同时结合耐寒生理指标的分析比较,以及外源接种菌根菌对短枝木麻黄耐寒生理指标的影响,从内在生理变化、外源因子诱导的生理应答,以及耐寒相关基因表达水平的变化规律,系统解析短枝木麻黄应对低温逆境的适应性机制,为从理论上深入阐明短枝木麻黄耐寒机理、促进木麻黄耐寒品种选育奠定基础。主要研究结果如下:（1）基于相对电导率和半致死温度(LT50)对短枝木麻黄6个无性系进行耐寒性评价,无性系ZS7耐寒能力最强,HN1耐寒性最弱。对常温和-5℃胁迫下的无性系ZS7进行转录组测序,建立短枝木麻黄转录组数据库,共获得118,270条unigenes,总碱基数为139.4 Mbp,47.8%的unigenes在各数据库中得到注释。挖掘出10,291个SSR位点,分布频率为8.7%,SSR的重复基元中AG/CT出现频率最高（54.24%）,AAG/CTT（13.02%）次之,开发出的15对多态性SSR引物在木麻黄属（Casuarina）和异木麻黄属（Allocasuarina）中具有通用性。对低温和常温处理的短枝木麻黄转录组进行比较,鉴定出4,639个受低温胁迫诱导的差异表达的基因。GO功能和KEGG富集分析表明,植物激素信号转导、转录调控、抗氧化系统代谢、碳水化合物代谢、次生代谢产物生物合成等与短枝木麻黄耐寒性密切相关。鉴定出CAT2、MSD1、FBA1等一批参与短枝木麻黄低温胁迫早期应答的基因。分子研究结果表明,短枝木麻黄在感知到低温胁迫后,调动了一系列转录因子的耐寒调控机制,促使下游与脂类代谢、碳水化合物代谢、次生代谢、氧化还原代谢等耐寒相关基因的上调或下调表达。这些耐寒相关基因的表达促进了次生代谢产物、渗透调节物质等的合成积累、并增强了细胞抗氧化系统的防御能力,以提高短枝木麻黄在低温胁迫下的耐寒适应性。（2）选取转录组研究中鉴定出的6个耐寒相关调控基因（RAP2.7、ABR1、AtHSFA6B、AtbZIP44、GRXC6和HSP18.2）,基于实时荧光定量PCR（qPCR）分析6个基因在低温梯度胁迫以及在-5℃持续胁迫下,在耐寒无性系ZS7和不耐寒无性系HN1的精细表达模式。在常温条件下,6个基因在ZS7和HN1中的相对表达量皆无明显差异。在-2℃时,6个耐寒相关基因在HN1中的表达被强烈抑制,而在耐寒种质ZS7中的表达被激活;在-5℃时,不耐寒种质HN1中的各基因被进一步抑制,同时在ZS7中的表达亦被强烈抑制;在-8℃时,各基因的表达继续受到抑制。在-5℃持续胁迫下,ZS7中6个基因的表达在8 h后开始呈现极显著上调,表达量最高值集中在低温胁迫后的第8 h、24 h和48h;HN1中6个基因的表达在116 h内皆呈现极显著下调,表达量最低值集中在15 h内。基因表达规律分析表明,耐寒和不耐寒木麻黄种质对低温的应答机制明显不同。低温激活了耐寒种质中转录因子、ROS家族基因、ROS应答因子等调控基因的增强表达以抵御和适应逆境胁迫,但抑制了在不耐寒种质中的表达,显著降低了不耐寒种质对低温逆境的耐受能力。（3）对耐寒无性系ZS7和不耐寒无性系HN1在低温梯度胁迫和-5℃持续胁迫下的耐寒生理指标分析表明,在低温梯度胁迫下,耐寒无性系ZS7的过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量的增幅小于HN1,且叶绿素、脯氨酸（Pro）和可溶性蛋白质含量,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及还原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）、GSH+GSSG含量的降幅均小于HN1。此外,ZS7中的GSH/GSSG比值呈上升的趋势,而HN1先下降后上升。在-5℃持续胁迫下,2种无性系各生理指标的增幅（降幅）与到达峰值时间不同。无论是在低温梯度胁迫还是低温持续胁迫处理下,Z S7中的SOD、POD、CAT、APX和GR的活性以及叶绿素、可溶性蛋白、Pro、GSH的含量基本都高于HN1。耐寒性不同的2种短枝木麻黄无性系耐寒的生理机制也明显不同,耐寒性强的无性系通过在低温下保持较高的可溶性蛋白质和Pro等渗透调节物质含量,SOD、POD、CAT、APX、GR、GSH等抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂含量,抑制叶绿素含量的下降及膜脂过氧化程度的加剧,进而提高抗寒性。利用不同外源菌根菌彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius）和乳牛肝菌（Suillus bovin us）对短枝木麻黄幼苗进行接种,并研究在0℃、-5℃低温胁迫下外源菌根菌对短枝木麻黄耐寒性的影响。结果表明彩色豆马勃能与短枝木麻黄形成菌根。在低温胁迫下,接种彩色豆马勃的短枝木麻黄幼苗的SOD、POD、CAT活性显著提高,MDA含量和细胞膜透性显著降低。形成菌根的短枝木麻黄可通过提高过氧化酶活性、降低膜脂过氧化程度来增强其耐寒性。