猕猴桃是我国特有珍稀果树资源,‘东红’猕猴桃是中国特有的黄肉红心猕猴桃品种,因其风味甘甜,色泽鲜红,且富含维生素C及其他营养成分而深受欢迎。近年来极端低温天气导致猕猴桃冻害频发,严重影响了此类品种的种植和商业化开发。本项目以两年生‘东红’猕猴桃品种为试验材料,测定其在人工低温处理下的生理生化及分子变化,获得如下结果:1.对‘东红’猕猴植株的表型与幼茎横截面显微观察表明低温胁迫下,‘东红’猕猴桃面临不同处理温度表现有所不同,以0℃为分界,零上温度相比于正常植株未出现明显表型损伤,零下温度则表现随着温度降低植株表型幼茎枯萎褐变,叶片下垂,叶缘卷曲等现象,根据植株冻害程度表明茎部相比叶片具有更高的抗冻能力,幼茎横截面则表现出表皮褐化以及分离趋势。2.对‘东红’猕猴桃叶片生理生化指标进行研究发现,低温处理下‘东红’猕猴桃叶片丙二醛含量呈现上升趋势并由73.9μmol/g增加164.0μmol/g,表明细胞膜在随温度降低膜损伤加剧;低温处理下‘东红’猕猴桃叶片SOD活性呈现变化平缓,表明SOD活性总体保持恒定;可溶性蛋白含量随处理温度降低表现出V形变化,而在0℃具有最小值,表明零上低温与零下低温可能对可溶性蛋白造成不同影响;低温处理下‘东红’猕猴桃叶片可溶性糖含量随着处理温度下降而逐渐上升,由38.9 mg/g上升到57.5 mg/g。表明可溶性糖成分不断积累,细胞维持渗透压能力得到加强。3.分析‘东红’猕猴桃不同部位在低温的处理下相对电导率曲线,表明植株地上部分与地下部分可能存在不同的抗寒机制,通过拟合Logisitic曲线求出的低温半致死温度,表明‘东红’猕猴桃植株不同部位的抗寒为:根>茎>叶。4.利用生理指标与处理温度的相关性分析表明,相对电导率、可溶性糖与丙二醛可以选做对于确定猕猴桃冻害的生理指标。5.对低温胁迫下‘东红’猕猴桃开展转录组测序,发现低温处理下共计557个差异基因被诱导表达,其中包括91个下调基因,466个上调基因。数据库分析表明转录因子有33个,主要参与植物激素调控、胁迫响应、光周期调控、生长发育以及抗逆相关蛋白合成等生命过程。GO富集结果显示差异基因主要参与细胞结构结合与运动,代谢,酶活性等。KEGG富集结果显示差异基因参与主要代谢途径为植物激素信号转导,内质网蛋白质加工,淀粉和蔗糖代谢,苯丙氨酸代谢。表明低温胁迫与细胞结构、分子代谢以及酶活性相关。6.筛选低温下‘东红’猕猴桃抗冻关键基因表达情况,发现猕猴桃抗冻关键基因Ac CBF基因表达量变化趋势不尽相同。荧光定量PCR证实了这一趋势:不同Ac CBF分别在处理3h,12h,24h时相对表达水平达到最高,并大体呈现先升后降趋势,表明这些基因在24h内响应低温胁迫。本研究通过表型鉴定、理指标评估建立了红心猕猴桃品种幼嫩组织的抗寒性评估体系,通过转录组测序结果阐明了其在低温胁迫下基因表达的变化规律,通过定量分析确定关键抗寒基因CBF的表达趋势,为红心猕猴桃的抗性育种提供了有利的科技支撑。