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低温寒害是农林生产中严重的自然灾害之一,因此揭示植物抗寒性形成的分子机制具有重要意义。在青藏高原地区生长的高山植物生存环境极为严酷,长期的自然选择和适应性进化,形成了抵御低温冰冻胁迫完成其生活史的特殊分子机制。本研究以生长在西藏海拔约3200-5280米的高山植物绵头雪莲(Saussurea laniceps)愈伤组织为实验材料,利用转录组测序技术,解析低温驯化提高绵头雪莲抗冻性的分子基础。主要获得以下实验结果:1.雪莲抗冻性和ABA含量的变化。绵头雪莲愈伤组织低温驯化至9d时,半致死温度(LT50)由低温驯化前-3.5℃降低至-10.6℃,说明低温驯化显著提高了愈伤组织的抗冻性;低温驯化第3d ABA含量为驯化前3.87倍,3d以后虽有所下降,但一直保持在较高水平。2.雪莲低温转录组数据库的构建。以低温驯化0d(CK)、6d(A)、9d(B)的绵头雪莲愈伤组织为材料,利用Illumian Seq测序平台进行转录组测序,组装拼接共获得88,862条Unigene,在TrEMBL数据库中注释到的基因最多,达到36240条,占40.8%;从CK vsA中筛选出12362条差异表达基因,其中6597条上调、5765条下调;CK vs B获得了 14253条差异表达基因,其中7695条上调、6558条下调。3.低温转录组数据库的解析。差异表达基因GO富集分析,发现了 155个term和低温相关,如低温应答、氧化胁迫应答与植物激素(ABA、茉莉酸、乙烯、水杨酸等)等大量富集;KEGG显著性富集分析,发现植物激素信号转导、苯丙氨酸生物合成、核糖体、脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸生物合成等通路在西藏绵头雪莲响应低温应答过程中显著富集;筛选出与植物激素信号(39个)、ROS过程(12个)、钙信号(19个)、蛋白激酶(9个)、脂类代谢(29个)、碳水化合物代谢(27个)以及次生代谢(17个)相关路径上的差异表达基因,并根据表达量绘制了热图;选取了10个差异基因进行qRT-PCR数据库验证分析,结果与RNA-seq测序结果基本一致,说明转录组数据是可靠的。4.低温相关转录因子的分析。基于雪莲低温转录组数据,并结合TFDB数据库,利用NR、NT、Swiss-Prot和PFAM等数据库和NCBI网站,从43个转录因子家族中鉴定到AP2-EREBP(6个)、WRKY(7个)、BHLH(5个)、MYB(8个)、NAC(6个)这五大类转录因子,并对转录因子家族中不同成员进行了保守结构域、理化性质以及系统进化等生物信息学预测分析。本文筛选到大量与雪莲抗冻性相关的高表达基因,初步解析了绵头雪莲抗冻的分子机理,为通过基因工程改造林木花卉及药用植物的低温抗性提供基础资料。