低温是影响植物生长发育和作物产量的重要环境因子,它不仅会导致植物产量的降低,严重时还会造成植株的死亡。目前,低温灾害问题已成为制约农业发展的重要因素,提高作物耐寒性成为了农业科学研究的重点。许多植物能够感知低温的变化,激活体内代谢机制提高对低温的忍耐。低温胁迫降低质膜的完整性,导致细胞内溶物包括ATP释放到胞外。胞内ATP通过主动转运或者被动运输扩散到胞外后,胞外的ATP（extracellular ATP,eATP）成为重要的信号分子,在调节防御反应中起重要作用。ATP信号参与调控多种生理过程,并且ATP的浓度决定不同的生理反应。研究表明,植物对多种环境胁迫的响应都有eATP信号的参与,比如病原体入侵、机械损伤和高盐胁迫等,但关于eATP是否参与植物对低温胁迫的响应,国内外报道较少,其提高植株对逆境抗寒性的机理尚不清楚。本实验选择白菜型油菜陇油7号为研究材料,从膜系统损伤程度、活性氧代谢、抗氧化系统、渗透调节系统和光合系统等方面探究外源ATP缓解低温胁迫下油菜幼苗的生理及分子机制,以期为低温条件下种植油菜提供一定的理论依据。主要研究结果如下:1、为明确外源ATP缓解白菜型油菜陇油7号低温胁迫的适宜浓度,本实验研究了4个浓度的ATP(10μmol·L^-1、25μmol·L^-1、50μmol·L^-1和100μmol·L^-1)对4℃低温胁迫下油菜幼苗生理生化的影响。结果表明:25μmol·L^-11 ATP可以明显提高油菜幼苗叶片光合色素含量,可溶性蛋白和可溶性糖等渗透性调节物质含量,缓解膜脂过氧化伤害,降低低温引起的相对电导率和丙二醛（molondialdehyde,MDA）含量,促进油菜幼苗的生长发育。本研究所采用浓度中,25μmol·L^-11 ATP对油菜幼苗低温胁迫的缓解效果最佳。2、低温胁迫下,油菜幼苗体内活性氧（reactive oxygen species,ROS）逐渐积累,渗透性调节物脯氨酸和可溶性糖含量均比对照高,抗氧化酶超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidate,APX）酶活性上升,说明油菜幼苗在受到低温胁迫时,积累渗透性调节物和提高抗氧化酶活性来缓解低温胁迫带来的氧化损伤。低温胁迫会造成叶绿素荧光参数中实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、光适应下最大光化学效率Fv’/Fm’、光化学淬灭系数qP、表观电子传递效率ETR的降低,调节性能量耗散的量子产量Y（NPQ）和非光化学淬灭系数NPQ升高。与单独低温胁迫相比,低温+ATP复合处理后,过氧化氢（hydrogenperoxide,H₂O₂）和羟自由基（hydroxyl radicals,·OH）积累量更高,超氧阴离子(superoxideanion,O₂^·?)积累量降低,渗透性调节物脯氨酸、可溶性糖含量以及抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性均进一步升高,缓解叶绿素荧光参数的改变,MDA含量降低,减轻膜脂过氧化程度,说明外源ATP能有效的提高油菜幼苗的抗寒性。3、与低温+ATP复合组相比,分别经过DPI（NADPH氧化酶抑制剂）、DMTU（H₂O₂清除剂）、U0126（MAPKK专一性阻断剂）和EGTA(Ca²⁺螯合剂)抑制剂预处理再进行低温+ATP处理的油菜幼苗叶片,渗透性调节物质含量降低、脂膜损伤严重和抗氧化酶活性降低,说明NADPH氧化酶、MAPK级联途径和H₂O₂、Ca²⁺等信号分子均参与外源ATP诱导的油菜幼苗的抗寒性过程。4、与低温处理相比,低温+ATP处理诱导H₂O₂含量增加,同时钙泵(Ca²⁺-ATPase)活性增高,二者表现出相同的趋势;外源CaCl₂预处理对低温胁迫下H₂O₂含量增加有促进作用,外源H₂O₂预处理也同样增加了低温胁迫下Ca²⁺-ATPase的活性;当用DMTU预处理油菜幼苗再进行低温胁迫时Ca²⁺-ATPase的活性下降,用EGTA预处理油菜幼苗时H₂O₂含量下降,且在DMTU/EGTA+低温组中加入ATP可以显著缓解DMTU和EGTA带来的抑制作用。通过代谢通路关键酶基因相对表达的研究发现呼吸爆发氧化酶基因RBOHD、RBOHF和钙依赖蛋白激酶基因CPK4、CPK5的相对表达量均在ATP处理中上调。说明了在低温胁迫下Ca²⁺和H₂O₂相互影响,并且,外源ATP在激活油菜幼苗耐寒性相关的信号通路中,Ca²⁺和H₂O₂共同发挥作用。以上结果表明:以25μmol·L^-11 ATP对油菜幼苗低温胁迫的缓解效果最佳,外源施加25μmol·L^-1ATP能够显著提高油菜幼苗的抗寒性,缓解低温胁迫带来的伤害。且NADPH氧化酶、H₂O₂、MAP激酶级联途径和Ca²⁺均参与ATP诱导的油菜幼苗的抗寒性过程。外源施加ATP能够诱导低温胁迫下油菜幼苗RBOH基因和CPK基因的转录水平,促进H₂O₂和Ca²⁺的升高,二者能够进一步影响油菜的各种生理生化反应,从而增强油菜幼苗的抗寒性。