花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）为芸香科花椒属植物,是一种兼具药食两用的重要经济树种。花椒耐寒性较低,易受低温胁迫的影响,常会造成叶片萎蔫、花芽、枝条冻死甚至树干枯死。低温成为制约花椒产业发展的重要限制因子。因而,采取有效措施来提高花椒抗寒能力是确保花椒正常生长,保持花椒高产稳产与优良品质的重要途径。褪黑素作为一种新型的植物调节剂,在植物应对生物及非生物胁迫中发挥着重要作用。目前,关于褪黑素介导花椒抗逆性的研究未见报道。本研究以韩城大红袍花椒幼苗为试验材料,在4℃低温条件下,探究叶面喷施200μmol/L的褪黑素对低温胁迫下花椒幼苗生理及基因表达的影响,为提高花椒抗寒性和增强其生长适应性提供理论依据。主要研究结果如下:1.低温胁迫24、48 h,褪黑素处理的光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递速率（ETR）均显著高于单独低温处理,其中,ETR分别提高了36.28%、41.44%。与单独低温处理相比,褪黑素处理显著降低了叶片中丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）含量,说明褪黑素处理能缓解低温胁迫引起的氧化损伤。2.胁迫48 h后,褪黑素处理提高了过氧化物酶（POD）活性,较单独低温处理显著增加了18.19%,超氧化物歧化酶（SOD）活性显著降低了12.27%,过氧化氢酶（CAT）活性差异不明显,表明褪黑素提高了低温胁迫下花椒叶片的抗氧化能力。褪黑素处理的花椒叶片中可溶性糖和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶（SBPase）含量分别显著提高了18.53%、59.14%,说明褪黑素可通过促进可溶性糖的累积来调控花椒对低温的抗性,增加SBPase含量来提高碳同化能力。3.转录组测序结果显示,与单独低温处理相比较,褪黑素处理在6 h、24 h分别有差异基因1630（上调678,下调952）、2176（上调907,下调1269）。基因本体（GO）富集分析发现,早期胁迫下褪黑素显著上调差异基因主要富集在光合作用相关条目,晚期胁迫下主要调控代谢过程、连接酶、氧化还原酶及水解酶活性。京都基因和基因组百科全书（KEGG）数据库通路分析表明,胁迫6 h上调差异基因显著富集到光合作用、光合生物中的碳固定、磷酸戊糖途径,胁迫24 h上调差异基因显著注释的通路有淀粉和蔗糖新陈代谢、赖氨酸生物合成及糖酵解/糖异生。4.对光合及糖代谢途径进一步分析发现,褪黑素处理在胁迫6、24 h分别上调了21、7个与光合作用相关基因,主要涉及光系统Ⅱ相关的Psb基因家族。参与碳固定途径的基因分别上调11、12个,其中包括卡尔文循环重要调节酶果糖二磷酸醛缩酶、果糖-1,6-二磷酸酶、磷酸核酮糖激酶以及与景天庚酮糖合成相关的核酮糖-磷酸3-异构酶、叶绿体转酮醇酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶。在淀粉和蔗糖新陈代谢途径中,褪黑素上调了32个基因,包括与蔗糖分解和合成相关的蔗糖合成酶,与淀粉水解相关的α-淀粉酶、β-葡萄糖苷酶以及糖原磷酸化酶基因,这些基因有利于花椒叶片中糖的累积。